Кто виноват?
Уже не первый раз встречаю подобные заголовки, в том числе в статьях уважаемых людей.
Действительно, линейные размеры транзисторов близки к физически возможному минимуму, дальше уже вероятны «квантовые эффекты» и прочие чудеса. Что подразумевается под «квантовыми эффектами» я до конца не понимаю (как и большинство тех, то про это пишет), но видимо что-то нехорошее.
Также важно, что стоимость производственной линии для каждого следующего поколения процессоров увеличивается, и уже достигла совершенно неприличных значений.
Затраты на создание производственной линии производства чипов по техпроцессу 2 нм оценивали в 28 или в 30 миллиардов долларов (за один завод). Это сопоставимо с ВВП Кипра, Исландии или Грузии.
По мере удорожания производственных линий из гонки один за другим выпадали участники, и сейчас их осталось всего полтора – TSMC и с оговорками Samsung.
Intel анонсировал Panther Lake с техпроцессом 1.8 нм, но сроки неоднократно переносились, и уже не первый раз меняют менеджмент. Не факт что смогут довести до серийного производства.
Про китайский SMIC ничего толком не известно – то ли они выпускают 7 нм, то ли не выпускают. Но в любом случае полноценным «участником гонки» их назвать сложно.
Недавно мелькнула новость о выделении японской компании Rapidus финансирования в размере 6.2 миллиарда долларов, чтобы в 2027 году запустить производство чипов по техпроцессу 2 нм. Но больше похоже на банальный распил.
Таким образом, есть вероятность что скоро останется всего один чип-мейкер, который освоил самый передовой техпроцесс – после чего прогресс остановится.
Можно ожидать, что скорость прироста производительности процессоров снизится – следующее поколение будет быстрее предыдущего не на десятки процентов, а на проценты. Причем не за счет «утоньшения» техпроцесса и увеличения количества транзисторов, а за счет различных оптимизаций и ухищрений.
Что делать?
Касательно того «что с этим делать» - есть разные точки зрения.
1. Есть мнение что ничего не надо делать - производительность уже достаточная. Не будет расти – ну и ладно, и так проживем.
С одной стороны конечно проживем, но бум ИИ и законы рынка будут требовать роста.
Ну как графика в FIFA 2026 может быть не круче, чем в FIFA 2025? Покупать же не будут.
2.Есть совершенно фантазийное мнение, что человечество осознает проблему, поймет что экстенсивный рост больше невозможен, и перейдет к интенсивному росту – то есть будет оптимизировать работу ПО.
Проблема здесь действительно есть – очень простые задачи решаются очень сложными средствами, но такой путь решения несовместим с капиталистическим обществом.
3. Если говорить про тех, кто считает что производительность будет расти, то разные люди видят разные пути.
Правда все они или нереалистичные, или ограниченные:
3.1. Использование новых материалов
Вместо кремния будет германий или что-то еще более экзотическое типа графена.
Маловероятно, слишком много инженерно-технических проблем. Лет через 20 – возможно, раньше – не верю.
Нужен визионер, который выберет из всего множества решений одно рабочее и будет вкладывать в него деньги, пока не получится коммерчески успешный продукт.
Вот здесь например за галлий топят.
3.2. Переход на «квантовые компьютеры»
Не верю – там масса проблем, которые не факт что вообще могут быть решены. В википедии так и пишут - что квантовый компьютер является "гипотетическим устройством".
Это как термоядерная энергетика – до промышленного использования которой стабильно остаётся 20 лет.
3.3. Внедрение новой архитектуры
Здесь в пример приводят процессоры Apple серии M, которые действительно во многих сценариях превосходят аналоги от Intel и AMD (при схожем техпроцессе).
Возможный путь, но разработка новой архитектуры, доведение до ума и создание необходимого ПО для неё – это 10+ лет. И не факт что она получится лучше существующих.
Хотя в этом есть разумное зерно - если не думать про обратную совместимость и проектировать архитектуру с нуля, может получиться что-то более эффективное чем текущие архитектуры. В x64 довольно много решений вызваны именно обратной совместимостью.
3.4. Горизонтальное масштабирование, массовый переход на многопроцессорные системы
Сейчас многопроцессорность – удел серверов, но есть мнение что два процессора скоро могут появиться в массовых ноутбуках, смарт-часах и умных зубных щетках.
Звучит сомнительно - пока что любая многопроцессорная система значимо дороже любой однопроцессорной. Просто потому что она сложнее устроена. Нужны принципиально новые решения по удешевлению.
3.5. Специализация и разделение CPU, появление сопроцессоров
Уже сейчас на "геймерском" компьютере по сути два процессора – CPU и GPU. Они сопоставимы по характеристикам, но выполняют разные задачи.
Из древнейшей истории можно вспомнить сопроцессоры Intel x87 (олды помнят, у меня был Intel 80486 DX 33 с сопроцессором), в которых были реализованы операции над числами с плавающей точкой. Данный тип операции при наличии сопроцессора ускорялся на порядок.
Может появиться больше специализированных сопроцессоров, которые разгрузят CPU. Возможно, но применимо далеко не для всех задач.
В общем проблема есть, а вот ясного пути решения пока не видно.
Рискну предположить, что рост производительности замедлится до 5-10% в год путем выжимания всех возможных резервов из «кремниевой» технологии без содержательных изменений.
И так будет до следующего научно-технологического прорыва.
Который когда-нибудь обязательно будет.
Вопрос доживем ли мы до него...