Murov zakon

Murov zakon nije zakon u pravom smislu te reči, jer će u jednom trenutku prestati da važi. Više je premisa ili neka vrsta pravila koje je potrebno ispuniti da bi se uspelo u ovom sektoru. Murov zakon nam zapravo govori da se broj čipova u integrisanom kolu udvostruči, pa se snaga računara udvostruči. Mur je predviđao da će zakon važiti 10 do 15 godina, ali zahvaljujući malim promenama (da se govori o performansama, a ne samo o fizičkom broju tranzistora), zakon traje mnogo duže.Industrija

Murov zakon nije bio pokretač elektronske industrije, ali je utemeljio pravac u kome će se ta industrija kretati u narednom periodu. Da bi firma bila uspešna, morala je da prati ovaj eksponencijalni rast. Mur nam poručuje da sve što se može napraviti, može se napraviti još bolje. Takođe je predvideo niske cene računara i to da će računari postati svakodnevica, što je tad svakako bilo nezamislivo.

Neko bi pomislio da u slučaju mikroprocesora to znači da bi trebalo da raste i radna frekvencija procesora. U tom slučaju, danas bismo već radili sa procesorima na nekoliko desetina gigaherca. Kako to nije slučaj, pitamo se šta je prava mera razvoja procesora. Broj instrukcija izvršenih po sekundi, koji zapravo u osnovnom smislu i predstavlja frekvenciju, važniji je od drugih mera.

Murovom zakonu se povinuju i brzina uređaja, memorija, snaga i druge osobine. Dakle, trebalo bi da se i ove osobine udvostruče svake dve godine.
Dokle ćemo moći ovako? Tehnički, kraj će biti kada dostignemo da tranzistori budu veličine atoma. Pošto znamo da rast odgovara eksponencijalnoj funkciji, predviđa se da ćemo to dostići 2025. godine. Međutim, taj rast je znatno usporen nakon 2013. godine.
Više tranzistora donosi veću složenost čipa, a to donosi veću brzinu. Sa većom brzinom imamo i više toplote koja se emituje. Tranzistori su sitniji i teško je smisliti tehnologiju za njihovo pravljenje, pitanje je, takođe, koje materijale i metode koristiti za rad. Sloj silicijuma će dostići debljinu od samo pet atoma, jer bi se ispod toga sam spržio. Temperatura neće ići ispod 100 W, a radna frekvencija neće biti iznad pet gigaherca. Zaključujemo da se silicijumska tehnologija sudara sa zakonima fizike i da neće biti moguć napredak ako ne promenimo tehnologiju.

Gde smo sad?

Ako uporedimo jedan „Intelov" čip iz 1971. godine (model 4004) sa današnjim čipom, vidimo da je današnji čip 4.000 brži, troši 5.000 puta manje energije, cena je manja 50.000 puta.
Jedan čip od 22 nanometra je toliko mali da na vrh špenadle staje 100 komada, a mi znamo i za još sitnije čipove ‒ 2014. godine je izašao čip od 14 nanometara, 2016. godine od 10 nm (npr. koji se nalazi u telefonu „samsung galaksi S8"), a 2017. godine je izašao čip od pet nanometara, koji će se tek koristiti.

Nova era, nova tehnologija 

Nakon što budemo „udarili" fizičku barijeru, biće potrebne nove tehnologije i ideje. To će predstavljati kraj Murovog zakona.

Navešćemo neke od ideja.

- 3D čipovi: umesto da ređamo čipove jedan na drugi, ređamo ih trodimenzionalno.
- DNK kompjuteri: Originalna ideja je IBM-ova. Dobro je to što bi resursi bili jeftini, jer je DNK molekul veoma zastupljen. Bili bi samosklapajući. Molekuli DNK bi se koristili kao minijaturne štampane ploče koje imaju zadatak da se na njih nakače nanoprovodnici i nanočestice. Loša stvar je to što bi za njihovo funkcionisanje bili neophodni čipovi od šest nanometara, a oni su skupi za proizvodnju.
- Molekulski kompjuteri bi koristili molekul kao tranzistor. Kada je molekul „zavrnut", to bi odgovaralo stanju 0, a kada nije, onda je to 1.
- Proteinski kompjuteri ‒ funkcionisali bi veoma slično kao molekulski računari.
- Neuronski čip bi funkcionisao kao ljudski mozak. Mogao bi da uči iz svojih grešaka i da čak donosi odluke sam.
- Proizvodnja čipova sa više procesorskih jedinica.
Razlikujemo dve arhitekture, a to su multicore i manucore.
- Optički kompjuteri rade pomoću svetlosnih zrakova.
- Ideja da se silicijum zameni grafitom jeste dobra, ali se ne isplati jer je grafit skup.

Kvantni računari

Najverovatnije da budućnost tehnologije leži u ovoj tehnologiji. Imaju kjubite koji nisu kao obični bitovi jer imaju superpoziciju. To znači da nemaju samo dva stanja (0,1) već mogu imati i oba stanja zastupljena u različitom procentu.

Operacije ne bi bile doslovno brze, već bi se izvršavale u manje koraka, pa bi to prividno izgledalo kao da su brze. Pokazaćemo to na primeru. Recimo da imamo četiri karte, tri kralja i damu. Treba pronaći damu. Ako bismo sa običnim računarom pravili program, morali bismo da prvo otvorimo jednu kartu, pa drugu, pa treću (u najgorem slučaju) i tek onda bismo mogli da znamo gde je tražena karta. Ako bismo radili sa kvantnim računarom, onda bismo nakon samo jedne podignute karte mogli da znamo gde se nalazi dama. To je velika prednost kvantnih računara.

IBM je prošle godine predstavio kvantni računar, tako da je ova tehnologija već počela da se razvija. Današnji kvantni računari su ogromni, baš kao nekada silicijumski.
Takve stvari ne možemo ni da zamislimo ‒ kao što niko nije mogao da predvidi tačan razvoj mobilnih telefona.
Murov zakon neće tek tako nestati, već će polako izumirati. Primetno je da je to doba već i počelo. Očekuje se da će u periodu od 2020. do 2025. godine silicijumska tehnologija u potpunosti nestati.