Intel-medstifter Gordon Moore forudsagde i 1965 at antallet af transistorer i et integreret kredsløb vil blive fordoblet hvert andet år. Det er den berømte Moore's lov. Den har holdt i 46 år. Men det kan være slut snart. Det har tidligere været spådomme om, at Moore's lov ville nå sin naturlige grænse.
Denne seneste prognose bliver fremsat i et forskningspapir, der er beskrevet i denne artikel i New York Times. Den beskæftiger sig med et fænomen kaldet ”dark silicon”.
Det sammenlignes med gadelygterne i en by. Der er efterhånden så mange transistorer på hver chip, at det ikke længere er muligt at levere energi til hver transistor på samme tid. Det svarer til at byen bliver nødt til at slukke for nogle af gadelygterne.
Hvis alle transistorer skal forsynes med energi samtidig, vil det kræve for meget strøm og det vil gøre processoren alt for varm.
Allerede i dag er det sådan, at moderne processorer ”slukker lyset” i en del af transistorerne. Problemet bliver kun større. Til næste år vil 21 pct. af transistorerne i en typisk processor være ”slukkede”. Om tre-fire chip-generationer kan det være nødvendigt at slukke helt op til halvdelen af transistorerne for at undgå overophedning.
”Jeg tror ikke at chippen vil smelte og løbe ned af dit bundkort i flydende form, selvom det ville være dramatisk. Men den vil begynde at regne forkert og i sidste ende vil komponenter i kredsløbene smelte sammen, så chippen bliver ubrugelig,” siger en af forfatterne til forskningspapiret, Doug Burger fra Microsoft Research, til New York Times.
Moore's lov holder, fordi strukturbredden på mikrochips reduceres år for år. Den aktuelle generation har en strukturbredde omkring 32 nanometer. Intels kommende generation Ivy Bridge reducerer det til 22 nanometer. Den fysiske chip bliver ikke nødvendigvis mindre, men der kommer flere transistorer på chippen.
Det er samtidig problemet – for jo flere transistorer der kommer, jo sværere bliver det at forsyne dem alle med energi. Forskerne mener at chipudviklingen snart rammer en mur, hvor det ikke længere er muligt at øge chippens ydelse med samme tempo som det er set tidligere.
De forudsiger at den typiske processorydelse kun vil være 7,9 gange højere i 2024 end i dag. Uden denne mur ville ydelsen være 47 gange større.
Sådan kommer det sandsynligvis ikke til at gå. Historien har vist, at chipudviklerne altid finder en løsning hver gang de begynder at nærme sig muren. Intel kunne tidligere i år vise sin nye 3D-transistor, der beskrives som en meget fundamental nyskabelse i processordesign.
For nogle år tilbage ramte Intel og AMD den såkaldte gigahertz-mur, hvor taktfrekvensen ikke kan skrues længere op uden at gøre processoren for varm. Derfor er taktfrekvenserne stagneret omkring 3-4 gigahertz.
Dét problem blev også løst ved at opdele processoren i flere kerner, der kan tændes og slukkes individuelt. De kommende cpu'er har mange flere specialiserede kerner – det kan blive en del af løsningen på problemet med det ”mørke silicium”.
