13.10.2009 17:56
Arvutid ei saa lõputult kiiremaks muutuda
Kahe aasta eest ostetud arvuti tundub juba vanana. Uued
müügil olevad mudelid on märgatavalt võimsamad ning nii on see olnud juba
aastakümneid. Võib näida, et selline areng saab jätkuda lõputult, kuid
tegelikult see nii ei ole. Ka arvutite kiirusel on suurim võimalik väärtus,
mida ületada ei saa.
Hetkel on kiiruse ülempiir küll veel väga kaugel, kuid
praeguse tempoga edasi liikudes tuleks lagi siiski vähem kui saja aastaga
vastu. Sellisele järeldusele jõudsid Bostoni ülikooli füüsikud Lev Levitin ja
Tommaso Toffoli, kirjutas LiveScience.
Inteli kaasasutaja Gordon Moore pani 40 aasta eest tähele,
et protsessorite kiirus kahekordistub umbes kahe aastaga. Ta ennustas, et
selline seos kehtib ka tulevikus. Moore’i tähelepanekut on hakatud nimetama
Moore’i seaduseks ning viimase 40 aasta jooksul on see üldiselt küllaltki hästi
protsessorite taktsageduse kiirenemist ette ennustanud. Praegune kiireim
protsessor teeb kümne aasta tagusele rekordiomanikule ära 30-kordselt.
Protsessorite komponendid muutuvad järjest väiksemaks,
kasutusele võetakse uusi materjale või isegi fundamentaalselt uusi lahendusi,
kuid miski ei aita jagu saada fundamentaalsest piirist, mida võiks võrrelda
valguse kiirusega vaakumis. „Kui uskuda Moore’i seaduse kehtimist ka tulevikus,
siis jõuame selle piirini 75–80 aastaga,“ ütles Levitin.
Scott Aaronson Massachusettsi tehnoloogiainstituudist peab
aga Moore’i seaduse kehtimist järgmise 75 aasta jooksul väga kaheldavaks.
„Tõenäoliselt ei kehti see seaduspärasus kauem kui järgmised 20 aastat,“
ennustas ta.
1980. aastate algul kirjeldas Levitin
elementaaroperatsiooni, mis on kõige lihtsam ehk elementaarsem kvantarvuti
poolt läbiviidav operatsioon. Nüüd avaldas ta koos Toffoliga ajakirjas Physical
Review Letters artikli, milles antakse minimaalne võimalik ajavahemik sellise
operatsiooni sooritamiseks. See ongi aluseks väitele, et arvutid saavad samas
tempos kiiremaks muutuda veel umbes kolmveerand sajandit. Tänastest kiirematest
protsessoritest on kiireima võimaliku arvuti võimsus piltlikult küll veel
valgusaastate kaugusel. Nimelt peaks hetke võimsaim protsessor muutuma kümme
kvadriljonit korda võimsamaks, enne kui teoreetiline lagi vastu tuleb.
Tõenäoliselt teoreetilise piirini siiski 75 aastaga ei
jõuta. Tehnoloogilised raskused hakkavad Moore’i seadust aeglustama ning
arvuteid saab küll lõputult kiiremaks teha, kuid kiirenemise tempo aeglustub
ning maksimumväärtust ei saavutata kunagi.
„Füüsikateoreetiku pilgu läbi vaadates on ülempiiri
olemasolu hea. See võib tunduda kurb, et arvuteid ei saa teha lõputult
kiiremaks, kuid füüsikateooria, mis lubaks lõputult kiireid arvuteid, on juba
iseenesest ilmselgelt vigane,“ ütles Aaronson.