Заголовок: Закон Мура мёртв, и это хорошие новости Дата: 27.06.2024 Автор: Тристан Нито — Цифровой предприниматель, автор книг и подкастов, лектор и тренер, работает над ответственным цифровым развитием и цифровыми общественными благами. *** На протяжении более 50 лет цифровые технологии развивались невероятно динамично и изменили мир благодаря экспоненциальному росту вычислительной мощности микропроцессоров. Гордон Мур, соучредитель Intel, сформулировал это в законе Мура: "количество транзисторов в полупроводнике удваивается каждые 2 года". Он объявил это в 1965 году, и реальное развитие началось в 1971 году с выпуском первого коммерческого микропроцессора Intel 4004. Важно признать: закон Мура мёртв. График из книги «Computer Architecture: A Quantitative Approach» это доказывает: На графике из книги, название которой можно перевести как "Архитектура компьютеров: количественный подход", на оси абсцисс отложено время с 1978 по 2018 годы. На оси ординат, в логарифмическом масштабе, показана производительность относительно VAX-11/780. Точки на графике — это процессоры, с указанием их мощности. С 1978 по 1986 год мощность увеличивалась на 25% в год. С 1986 по 2003 год — на 52% в год. С 2003 по 2011 год — на 23% в год. С 2011 по 2015 год — на 12% в год. И наконец, после 2015 года — на 3,5% в год. Видно, что с 2003 года закон Мура уже не действует, так как для его соблюдения необходим рост на 41% в год, а был только 23%. С 2015 года кривая практически выровнялась. С 2015 года производительность x86-процессоров (которые устанавливаются в ПК и серверы, и происходят от Intel 4004) почти не увеличивается. Несмотря на всё усложнение их конструкции, увеличение числа транзисторов и ядер, способность обрабатывать всё более длинные слова (4, 8, 16, 32 и 64 бит), производительность этих процессоров давно перестала удваиваться каждые два года, как предсказывал закон Мура. В некотором смысле, закон Мура всё ещё подтверждается: количество транзисторов в процессорах продолжает расти, хотя и медленнее. Но проблема в том, что в x86-процессорах это больше не приводит к увеличению производительности. Сопутствующие законы тоже выдыхаются Существуют два сопутствующих закона к закону Мура. Первый: энергопотребление каждого транзистора должно снижаться с каждым новым поколением. Иначе, с увеличением числа транзисторов, энергопотребление процессоров будет взрываться. В современных процессорах транзисторов в 22 миллиона раз больше, чем в Intel 4004, который потреблял 0,5 Вт. Если бы их энергопотребление увеличивалось пропорционально числу транзисторов, современные процессоры потребляли бы 11 МВт, что потребовало бы атомной станции для питания 100 процессоров! Второй закон: стоимость одного транзистора должна уменьшаться с каждым поколением. Intel 4004 стоил бы $450 в 2023 году. Современный процессор с 22 миллионами транзисторов стоил бы $9,9 триллионов. Эти законы соблюдались долгое время, но, к сожалению, они тоже стали терять силу. Современные x86-процессоры могут стоить несколько тысяч евро и потреблять до 350 Вт. Последствия конца закона Мура Конец закона Мура может показаться пугающим. Но на самом деле, это возможность! Существование закона Мура подтверждает закон Вирта, который гласит, что программное обеспечение замедляется так же быстро, как и ускоряется оборудование. Ранее говорили: "То, что вам даёт Intel, отнимает Microsoft". Примеров, подтверждающих закон Вирта, множество. Например, чтобы отобразить на экране символ, набранный с клавиатуры, Apple II 1980-х годов работает в 5 раз быстрее, чем современный компьютер с Windows. Веб-страницы стали в 150 раз тяжелее, чем 25 лет назад. Причина проста: разработка занимает много времени и стоит дорого, поэтому предпочтение отдаётся созданию новых функций, а не оптимизации существующего ПО. Это приводит к тому, что программное обеспечение становится более массивным и редко оптимизируется. Но это не имело значения, пока действовал закон Мура: новое поколение компьютеров ускоряло медленное ПО. Достаточно было заменить старое оборудование, даже если оно ещё работало исправно, что происходило на протяжении 50 лет. Конец закона Мура подтверждается в реальной жизни Как и многие IT-специалисты, я занимаюсь обслуживанием компьютеров всей семьи. Так, в нашем семейном парке есть машины с процессорами Intel 2011 и 2012 годов, которые до сих пор работают под MacOS и используются ежедневно для офисных задач. Вот скриншот, когда я переустанавливал приложения, чтобы передать компьютер новому пользователю: Скриншот MacBook Air. На экране открыты два окна. В первом устанавливается Firefox. Во втором окне "О Mac" указано, что это macOS Catalina версия 10.15.7. Аппаратное обеспечение: MacBook Air середины 2012 года с двухъядерным процессором 2 ГГц Core i7 и 8 ГБ оперативной памяти. После 12 и 13 лет эксплуатации эти машины всё ещё полностью удовлетворяют требованиям и запускают современное ПО. Несколько лет назад это было невозможно! Благодаря концу закона Мура это стало реальностью. Продление срока службы оборудования и сокращение углеродного следа Использование компьютеров в течение 12 лет вместо 2-3, как это было в 2000-х годах, имеет значительное значение. Мы все осознаём необходимость сокращения углеродного следа человеческой деятельности, включая цифровые технологии. Основная часть углеродного следа в цифровых технологиях связана с производством оборудования, которое потребляет много воды, ресурсов, энергии и выделяет большое количество парниковых газов. Этот факт особенно актуален во Франции, где электричество для компьютеров поступает из низкоуглеродных источников, таких как ядерные станции, гидроэлектростанции и возобновляемые источники. Как продолжать инновации в таких условиях? Если закон Мура перестал действовать для x86-процессоров, и если необходимо сократить углеродный след цифровых технологий, можно ли продолжать инновации, не покупая новое оборудование? Да, можно продолжать инновации, оптимизируя программное обеспечение. Во всех слоях информационных систем много ПО, которое не было оптимизировано из-за закона Вирта. Некоторые приложения мало ресурсоёмкие и редко используются. Другие очень плохо оптимизированы и потребляют в десятки, сотни и даже тысячи раз больше ресурсов, чем должны. Я видел, как приложения ускорялись в 60 раз после простой оптимизации. Машинное обучение может работать в 5400 раз быстрее после оптимизации. Лучший (или худший) пример — работа Мэтта Паркера, которая после оптимизации стала работать в 408 миллионов раз быстрее! Закон erooM Как закон Мура был результатом инвестиций Intel в исследования и разработки, а также в инновационные производственные мощности, так и мы можем инвестировать в оптимизацию программного обеспечения. Мы можем решить удваивать производительность ПО каждые два года. Это означает освобождение половины вычислительных ресурсов каждые два года. Эти ранее растраченные ресурсы могут быть использованы для новых приложений и нужд, без необходимости замены оборудования, что значительно сократит углеродный след цифровых технологий. Это также позволяет разработчикам улучшить свои навыки, гордиться своей работой. "erooM" — это Мур наоборот, и это также backronym, означающий «Радикально Организованное Массовое Оптимизационное Усилие». Методология PLASMA: erooM на уровне информационной системы Для применения закона erooM на уровне информационной системы можно использовать методологию PLASMA (Portfolio-Led Application Sustainability Management). Она предусматривает обзор портфеля приложений ИС с подходом APM (Application Portfolio Management) для определения приоритетных направлений оптимизации. Обычно это самые ресурсоёмкие приложения, используемые в большом масштабе и имеющие наибольшую бизнес-ценность. В то же время можно подготовиться к выводу из эксплуатации самых ресурсоёмких и наименее ценных приложений. В заключение Вся ценность закона erooM, реализованного в рамках информационной системы (ИС) с использованием методологии Plasma, заключается в достижении трех целей, которые ранее казались противоречивыми: Снижение углеродного следа ИС в 4 раза, что имеет большое значение в условиях внедрения нормативных актов CSRD. Удовлетворенность команд разработчиков, где каждый гордится выполнением качественной работы, что является важным фактором для работодателей на напряженном рынке труда. Сокращение бюджета на оборудование позволяет ИТ-департаменту выделить больше средств на новые проекты (Greenfield) и продолжать инновации в цифровой сфере. Оригинал — https://blog.octo.com/la-loi-de-moore-est-morte-et-c'est-une-bonne-nouvelle
