Ограничения на рост вычислительных мощностей
До сих пор движущей силой цифровой революции был экспоненциальный рост вычислительных мощностей – закон Мура в широком понимании. Да, уменьшение размеров транзисторов (закон Мура в узком понимании) уже практически достигло своих физических пределов, и тактовые частоты процессоров давно не растут. Но ведь в эпоху сетевых вычислений по большому счету важна не производительность отдельного процессора, а суммарная вычислительная мощность всех процессоров. И основным ограничительным фактором для нее оказывается суммарная мощность электроэнергии, потребляемая вычислениями. Потому что энергетика – это не цифровая отрасль и она не может расти со скоростью, соответствующей закону Мура. Если суммарная вычислительная мощность CPU удваивается за полтора года, то производство энергии – за 30 лет. Как говорится, почувствуйте разницу!
Итак, основным ограничивающим фактором роста вычислительных мощностей – основы цифрового уклада – является энергия. Сегодня на вычисления тратится примерно 1011 Вт – около 5 % всей электроэнергии. Эту долю, вероятно, еще можно нарастить, но не на порядки. Так что основным резервом для роста вычислительных мощностей остается повышение энергоэффективности вычислений, которая на протяжении десятилетий удваивалась каждые полтора года, то есть за 5 лет увеличивалась в 10 раз. С таким темпом вычислительные мощности могут расти еще лет 40 до достижения физического предела энергоэффективности (предел Ландауэра: kТ/ бит, где Т – абсолютная температура, а k – постоянная Больцмана, или 3 × 10–21 Дж/бит при комнатной температуре).
Допустим, что к этому времени компьютеры будут потреблять 3 × 1011 Вт – втрое больше, чем сегодня, за счет роста энергетики и доли вычислений в потреблении энергии. Тогда для вычислительной мощности компьютеров получим следующую оценку: 3 × 1011 Вт/3 × 10–21 Дж/бит = 1032 бит/с ≈ 1031 FLOPS.
Это на 10 порядков больше совокупной биологической вычислительной мощности людей (см. рис. 18а). Так что физических ограничений для достижения ИИ сверхчеловеческого уровня на нашем горизонте предсказаний мы не видим.
