Один из основателей Intel Гордон Мур утверждал, что число транзисторов на интегральной схеме будет удваиваться каждые пару лет. И, надо отдать ему должное, это правило выполнялось в течение времени с 1965 по 2015 год, пока не начали вмешиваться законы физики. Теперь исследователи из Северной Каролины считают, что не следует зацикливаться на дальнейшей миниатюризации транзисторов в стремлении сделать чипы ещё более производительными. Вместо этого они обратились к теории хаоса в надежде на то, что смешанная структура поможет обеспечить увеличение производительности, которого не может добиться Intel.
Ведущий исследователь Бенам Киа объясняет, что «достигнут физический предел в размерах транзистора». Если послушать презентации Intel, то можно заметить, что каждый новый производственный процесс становится труднее реализовывать. Не так просто наладить серийный выпуск совершенных 14-нанометровых чипов, и поэтому компания вынуждена была несколько раз откладывать производство 10-нанометровых чипов. Но Киа с коллегами считают, что одержимость размерами затмила ключевой факт относительно конструкции современных микросхем.
В обычном чипе имеется ряд схем с транзисторами, и каждый из них предназначен для выполнения конкретной функции. Можно представить себе фабрику, где каждая схема это сотрудник с калькулятором в руках, который каждый день постоянно решает одно и то же уравнение. Первые чипы имели несколько сотрудников, но с течением времени стены сносились, калькуляторы становились меньше, и сотрудники теряли вес. Это означает, что теперь больше сотрудников может ютиться в том же здании, но каждый из них по-прежнему выполняет простейшую математическую задачу, когда это требуется.
Иными словами, большое количество транзисторов находится в состоянии бездействия, формируя огромный неиспользуемый потенциал в системе. Как объясняет Киа, в новом чипе применяется «теория хаоса — собственная нелинейность системы — чтобы использовать программируемые транзисторные схемы для выполнения различных задач». В метафоре с работниками фабрика откажется от новых сотрудников и будет вместо этого обучать имеющихся делать несколько операций. Таким образом, можно выполнять больше работы /вычислений с таким же числом транзисторов / сотрудников, и, видимо, это не так уж сложно реализовать.
Исследователи считают, что хотя их идея пока носит чисто теоретический характер, создание программируемых транзисторных схем не будет слишком сложной задачей. По их мнению, эти перенастраиваемые чипы можно изготавливать с помощью тех же средств, которые Intel в настоящее время использует на своих производственных линиях. Если это так, то можно ожидать увеличения производительности процессоров, а пока придётся подождать, когда специалисты по материаловедению научатся делать работоспособные чипы размером меньше 5 нанометров.