Физики подтвердили: внизу ещё полно места, только не в вашем чипе
Фейнман говорил, что внизу ещё полно места; десятилетия спустя мы многое из него заняли, и законы физики утверждают, что осталось ещё ошеломляющее количество — просто не в вашем нынешнем чипе.
Вечером 29 декабря 1959 года на заседании Американского физического общества в Калтехе Ричард Фейнман прочитал лекцию «Внизу ещё полно места», доказывая, что никакой физический закон не мешает нам записать всю «Британнику» на булавочной головке, сохранить все когда-либо написанные книги в чём-то размером с пылинку или расположить материю атом за атомом. Биология уже проделывает нечто подобное — живая клетка хранит свои инструкции в клочке ДНК, — так что законы физики это явно допускают. Просто мы ещё не создали инструменты.
Он был прав, и десятилетиями мы спускались в это пространство почти бесплатно. Транзистор раз за разом уменьшался вдвое, так что плотность чипов удваивалась; компьютер, когда-то занимавший комнату, теперь помещается в часах. Но этот лёгкий спуск застопорился, и яснее всего об этом говорит строительство дата-центров. Шесть крупнейших гиперскейлеров в этом году потратят на вычислительную инфраструктуру более 700 миллиардов долларов — примерно вдвое больше рекорда 2025 года, — заливая бетоном, медью и кремнием новые площадки быстрее, чем электросеть успевает их питать. Эта стройка покупает производительность грубой силой — добавляя больше того, что мы уже умеем делать. Другой вид прогресса, тот, что делал чипы лучше, тихо исчерпывается.
Тренды, сопровождавшие информационный век XX столетия, ломаются или гнутся с рассветом века интеллекта XXI. Закон Мура, отображающий плотность транзисторов на кремнии, замедлился. Закон Деннарда — энергопотребление остаётся прежним при уменьшении транзисторов — закончился. Закон Куми, описывающий вычисления на джоуль, начал сдавать. Закон Крайдера о плотности магнитной записи замедлился до черепашьего шага. Закон Кека, отражающий ёмкость оптоволокна, выравнивается.
Но эти законы масштабирования — лишь наблюдения за инженерными системами, а не фундаментальные физические законы. Истинные пределы — диктуемые квантовой механикой, общей теорией относительности и теорией информации — лежат гораздо ниже всего, что есть в сегодняшнем дата-центре. Законы масштабирования описывают спуск позади нас; фундаментальные пределы описывают оставшееся место. Некоторые могут быть практически недостижимы, но их стоит исследовать, потому что работа платит дважды: один раз — развитием технологий, другой — фундаментальной наукой.
Во время лекции 1959 года Фейнман предложил две премии по 1000 долларов из собственного кармана. Одна досталась первому, кто построит работающий электромотор меньше кубика в 0,4 миллиметра. Он ожидал, что это заставит кого-то изобрести по-настоящему новую микротехнологию. Вместо этого примерно через год инженер, выпускник Калтеха по имени Уильям Маклеллан, явился с готовым и работающим мотором — машиной в четверть миллиграмма, размером примерно с песчинку, собранной вручную зубочисткой и часовым токарным станком под микроскопом. Фейнман был лишь слегка разочарован. Премия доказала его мысль наименее интересным из возможных способов: место там, внизу, есть, но достижение этой первой вехи не потребовало никаких новых технологий — только необычайно терпеливого человека с твёрдыми руками.
Вторая премия состарилась иначе. Она была предложена тому, кто сможет уменьшить страницу текста в 25 000 раз в каждом направлении — достаточно, чтобы вся «Британника» поместилась на булавочной головке. Эта награда оставалась невостребованной четверть века и наконец в 1985 году досталась Тому Ньюману, аспиранту Стэнфорда, который использовал установку электронно-лучевой литографии — предка сегодняшних инструментов для создания чипов — чтобы перенести первую страницу «Повести о двух городах» в требуемом масштабе.
Однако спуск уже шёл полным ходом. За год до лекции Фейнмана Джек Килби, недавно нанятый в Texas Instruments и ещё не успевший взять отпуск, провёл тот июль почти в одиночестве в лаборатории, пока коллеги отдыхали. К сентябрю он соединил транзистор, конденсатор и три резистора — всё из одного кусочка германия, доказав, что целую схему можно вырезать из одного блока полупроводника.
Идея
The Good Times
Новости в вашей почте.
Саркастический дайджест, доставляемый по вашему расписанию. Бесплатно.
Уже подписаны, но мы так и не доходим до вашего ящика? Загляните в папку «Спам» и нажмите «Не спам» (или «Убрать из спама»), чтобы вытащить нас из чистилища нежелательной почты. Заодно поможете и всем остальным.
Если вы не откроете ни одного нашего письма в течение месяца, вас автоматически удалят из списка рассылки.
Rewrite Article
Select parts to regenerate with a fresh AI pass. Translations will be updated automatically.
Generate AI Image
Creates a sardonic version of the article image using OpenAI.