Định luật Moore sẽ lạc hậu trong tương lai

Các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đãchỉrarằng hiệu quảnăng lượng củamáytínhtăng gấp đôisau khoảngmỗi 18tháng.

Được hỗ trợ bởi hệ thống dữ liệu suốt sáu thập kỉ qua, kết luận này đãphảnánh định luậtMoore, qui luật được đúc kếttừngười sáng lậpIntelGordonMoorerằngsức mạnh xử lýmáy tínhtăng gấp đôimỗi 18tháng. Tuy nhiên,xu hướngtiêu thụđiệnnăngcóthểcóliên quanthậm chí còn lớn hơnsovớiđịnhluậtMoorekhi cácthiếtbịchạy bằng pin nhưđiện thoại,máy tính bảng,và các thiết bị cảm biến sinh sôi nảy nở.

ÔngJonathanKoomey, giáo sư tư vấnkỹ thuật dân dụngvà môi trườngtại Đại học Stanfordvà là tác giảchínhcủa nghiên cứu cho hay "Dựa trên ý tưởng là với một tải trọngtínhtoáncố định, số lượngpinbạn cầnsẽgiảmtheo hệ số mỗi hai năm ruỡi". Ngày càng nhiều các máy tính di độngvàcácứng dụngcảm biếntrở nên khả thi khinăng lượnghiệu quảtiếp tục được cải thiệnổn định – Koomey nói.

Trải qua quá trình tiến hànhhợp tácvớiIntelvà Microsoft, cuộc nghiên cứu đã kiểm tra điện năng tiêu thụcaođiểmcủa các thiết bịmáytínhđiệntửtừ khi xây dựngtích hợpđiệntử sốvà máy tính(ENIAC) vào năm 1946. Với mục đích tính toán chung chung ban đầu, chiếc máy tínhđã được sử dụngđể tính toánpháo binhbắnbảngchoquân đội Mỹ, và nó có thểthựchiệnmộtvài trămphép tính trong mộtgiây. Khi ấy máy tính được sử dụngốngchân khôngchứ không phải làcác bóng bán dẫn, diện tích khi đó đãlên đến1800 feetvuông, vàtiêu thụ150kilowattđiện.

Kể cả trước khi ra đời các bóng bán dẫnrời rạc, Koomeynói, năng lượng hiệu quả đã tăng gấp đôi mỗi18 tháng. "Đây làmột đặc tínhcơ bản củacông nghệthông tinsửdụngelectronđể chuyển đổi," ông nói."Nó không phải chỉ làchứcnăngcủacác thành phầntrên một con chip".

Các cân nhắc về mặtkỹ thuật nhằmcải thiện hiệu suất của máy tính – bao gồm việclàmgiảmkíchthước cácthành phần,điện dung, và thời gian kết nối giữa chúng – cũng như nhiều thứ kháccũng dẫn đến việccảithiệnhiệuquảnăng lượng, Koomeynói. Cácnghiên cứumới, với đồng tác giả làStephenBerardcủa Microsoft,MarlaSancheztạiĐại họcCarnegieMellon, vàHenryWongcủaIntel, sẽ được công bốtrên số rathángChíncủaBiên niên sử Lịch sử máy tính IEEE.

Trong tháng Bảy, Koomey đã phát hành mộtbáo cáocho thấy, cùng với những kết quả khác, lượng điện được sử dụng tại các trung tâm dữ liệutrêntoànthếgiớităngkhoảng 56% trong các năm 2005-2010, tỷlệthấp này hơn nhiềusovới lượngtăng gấp đôi theo số liệu các năm 2000-2005.

Trong khi hiệu quả năng lượng tốt hơn đóng một vai trò quan trọng trong sự thay đổi này, tổng lượng điện được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu trở nên ít hơn so với dự báo cho năm 2010 một phần vì số máy chủ mới đã được cài đặt ít hơn so với dự kiến do các công nghệ như ảo hóa, cho phép hệ thống hiện có có thể chạy nhiều chương trình cùng một lúc. Koomey chú thích thêm rằng các trung tâm dữ liệu máy tính hiếm khi chạy ở công suất cao điểm. Hầu hết các máy tính, trên thực tế, "thực sự sử dụng đúng mức", ông nói.

Thế giới côngnghệthông tin đãdần dầnchuyển hướngtập trungtừkhả năng tính toán tới hiệuquảnăng lượng tốt hơn, đặc biệt là từ khimọingườitrở nênquen với việcsử dụngđiện thoại thông minh, máy tính xách tay, máy tính bảng, vàcácthiếtbịchạy bằng pinkhác.

Kể từ khi các kiến trúc vi mạch Intel Core được giới thiệu vào năm 2006, công ty đã trải qua "một sự thay đổi lớn để tập trung vào tiêu thụ điện năng," Lorie Wigle, tổng giám đốc của chương trình công nghệ sinh thái tại Intel cho biết. "Trong lịch sử, chúng tôi đã tập trung vào hiệu suất và tuổi thọ pin, và ngày càng, chúng ta đang thấy hai điều này liên quan với nhau", cô nói.

"Tất cả mọi người đều đã quen thuộc với định luật Moore và những cải tiến đáng kể trong sức mạnh của máy tính, và điều đó rõ ràng là quan trọng", ông Erik Brynjolfsson, giáo sư của Trường Quản lý Sloan tại MIT cho biết. Nhưng mọi người đang chú ý nhiều hơn đến tuổi thọ pin của các thiết bị điện tử cũng như chúng có thể chạy nhanh như thế nào. "Tôi nghĩ đó là yêu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng", Brynjolfsson nói thêm. “Và trong một nghĩa nào đó, theo ‘định luật Koomey’, xu hướng tiêu thụ điện năng, bắt đầu là khiếm khuyết của định luật Moore cho người tiêu dùng trong rất nhiều ứng dụng. "

Với Koomey, đây là khía cạnh thú vị nhấtcủa xu hướngsuy nghĩ vềcác khả năngtính toán. Cácgiới hạn lý thuyếtvẫncònrất xa, ông nói. Trongnăm 1985,nhà vật lýRichardFeynman đã phân tíchnhu cầuđiệncho các máy tínhvàước tínhrằng hiệu quảvề mặt lý thuyếtcó thể cải thiệnmột hệ số100tỷtrước khi nóđạtgiới hạn, không bao gồmcáccông nghệ mới nhưmáy tính lượng tử. Kể từ đó, cải thiệnhiệu quảcóđượckhoảng 40.000. "Chặng đường cần bước tiếp còn rất xa" ôngKoomey nói "Nó chỉ là giới hạn vớisự thông minhcủa chúng ta,chứkhôngphảivật lý."