מדענים: יש גבול למהירות המעבדים

צמד פיזיקאים מאוניברסיטת בוסטון, לב לוויטין וטומאסו טופולי, פרסמו באחרונה מאמר בו הם מציבים מגבלה תיאורטית על מהירות ביצוע חישובים, בהווה ובעתיד. לדבריהם, אם התקדמות מהירות העיבוד תשמור על הקצב הקבוע שלה, תוך 75 שנה נגיע למגבלה פיזיקלית קשיחה המתבססת על עקרונות בסיסיים בטבע. בדומה למהירות האור, ולא ניתן יהיה לעקוף אותה בשום צורה.

על פי לוויטין וטופולי, כדי להמשיך בקצב ההתקדמות הקיים, יש להמשיך ולמזער את הרכיבים בהם משתמשים, לעבור להשתמש בחומרים חדשים במקום לוחות הסיליקון המסורתיים, ואף לעבור למחשוב קוונטי במקום הבסיס החשמלי של המעבדים בימינו. אבל אפילו אם כל הצעדים האלה יינקטו, עדיין קיים גבול פיזיקלי למהירות ביצוע של פעולת חישוב במעבד.

על פי המשוואות אותן פרסומו לוויטין וטופולי, המהירות המקסימלית לביצוע פעולות מהירה בעשרות סדרי גודל מהמהירות של המעבדים בימינו, אך גבול זה משקף את המקסימום התיאורטי האפשרי. על פי חוק מור, מדד מקובל לקצב התקדמות מהירות המעבדים, ניתן יהיה להגיע לקצבים כאלה תוך 75 עד 80 שנה. בשלב זה כבר לא ניתן יהיה לשפר את מהירויות המחשבים בשום צורה.

חוק מור, אשר נוסח לפני כ-40 שנה על ידי גורדון מור, ממייסדי אינטל, קבע כי כמות הטרנזיסטורים אותם ניתן להכיל על מעגל, וכהשלכה מכך מהירותם של מעבדים, תכפיל את עצמה כל 18 חודשים. למרות השינויים הטכנולוגיים ותהליכי היצור של מעבדים, חוק מור נשאר מדד אמין לקצב התקדמות טכנולוגיית המעבדים.

בהתייחסות למספרים הללו ראוי לזכור כי מהירות המעבד אינה הגורם היחיד למהירותו של מחשב, התלוי בגורמים רבים אחרים כמו הזכרון וערוצי התקשורת בין הרכיבים השונים. בנוסף, ניתן להעריך כי עד שקצב העיבוד יתקרב לגבולותיו הפיזיקליים, העצירה בהתקדמות המהירות תהיה זניחה יותר. כבר היום, כתוצאה מחשש להאטה בקצב התקדמות המעבדים, נרשם מעבר למחשוב מקבילי, המסתמך על הרבה מעבדים הפועלים במקביל במקום על מעבדים בודדים הפועלים מהר במיוחד. עם זאת, מחשוב מקבילי אינו תמיד מתאים לכל סוג של מחשוב, והוא דורש שינוי של תפיסות העבודה בקרב מפתחי התוכנות.