Forskare: Moores lag har aldrig stämt

Gordon E Moore är en av processorindustrins föregångsmän. Moores lag är ett mantra för branschens mäktigaste chefer, för forskare, analytiker och journalister. Den uttrycker förhoppningen om ständig tillväxt, men också oron för att datorutvecklingen ska stanna av. Vilken teknik ska ta över när dagens kiselkretsar når sina fysikaliska begränsningar, när processorernas ledningsbanor inte kan bli mindre? Spekulationerna omfattar kvantdatorer, massiva multiprocessorsystem och exotiska nya material. - Jag ville uttrycka idén att integrerade kretsar skulle vara sättet att bygga billiga prylar, sade Gordon Moore själv nyligen i en intervju med News.com. Men få i branschen har öppet frågat sig om Moores lag verkligen är måttstocken som ska användas för framtiden. 40 år med felaktig teori Ilkka Tuomi Ilkka Toumi är forskarveteran från bland annat Nokia och är nu på EU-kommissionens Institute for Prospective Technological Studies i Sevilla. Han fascinerades av att många teknikproffs hänvisar till Moores lag i allmänna ordalag, och bestämde sig för att detaljgranska teorin. Han fann att tumregeln aldrig stämt med verkligheten under sin 40-åriga existens, trots att den formulerats om gång på gång. Bevisen visar sig i Ilkka Tuomis undersökning vara ett godtyckligt urval av data, mätpunkter och hypoteser som jämkats ihop genom önsketänkande. Lagen betyder inte stort mer än att "utvecklingen går framåt". - Den ser rimlig ut helt enkelt för att väldigt många tekniska, sociala och ekonomiska indikatorer växt exponentiellt när världens befolkning växt kraftigt i flera decennier, säger Ilkka Tuomi. Moores lag, menar han, hade träffat lika rätt om den gällt Barbiedockor. - På sätt och vis är lagen en social paradox: många säger att den bevisar att kunskap och teknik utvecklas kontinuerligt; ändå uttrycker den också faktumet att felaktiga föreställningar ofta används som underförstådda sanningar i det sociala samtalet, säger Ilkka Tuomi. Vad är det som ska mätas? Ett problem är att det är svårt att avgöra vad som ska mätas. När Gordon Moore formulerade sin teori för första gången, i en artikel i tidskriften "Electronics" 1965, ville han demonstrera utvecklingstakten för de kretsar som hade lägsta kostnaden per komponent, alltså de som så att säga gav mest för pengarna vid en given tidpunkt. I dag förknippas lagen snarare med högsta möjliga antalet transistorer i en processorer, eller till och med datorprestanda i allmänhet. När ska kretsen räknas? Det är också svårt att placera mätpunkterna i tiden. Räknas en krets när den ligger på ritbordet, i labbet, när den introduceras, börjar säljas eller när den når sitt lägsta pris? 1965 hade Gordon Moore spått att en krets skulle ha 65 000 komponenter år 1975, men i själva verket fanns då bara en avancerad prototyp med 64 000 komponenter. Redan där sprack egentligen teorin. Intels egna data för antalet transistorer på processorer talar sitt tydliga språk: Börjar man räkna 1971 då årets processor hade 2 250 transistorer och räknar fram till år 2002 med en beräknad fördubblingsperiod på 18 månader fattas 1,4 miljarder transistorer. Det är en felmarginal på 3 400 procent. Räknar man med en fördubblingsperiod på två år fattas ändå tio miljoner transistorer. Efter 1965 förändrades mikroelektronikbranschen snabbt. Olika komponenter utvecklades i olika takt, och under olika ekonomiska förhållanden. Minneskretsar har fått mycket större transistortäthet än processorerna, något som rör till Moores lag-prognoserna, eftersom processorchip i dag har integrerat minne som drar upp komponentantalet. Till exempel konstaterar Ilkka Tuomi att en 300 MHz Celeron-processor hade 7,5 miljoner transistorer 1998. Den andra generationen, ett par månader senare, hade 19 miljoner. Men allt som lagts till var minne som integrerats på kretsen. Men om teorin inte stämmer, varför används den så flitigt? - Moores lag är en av de mest populära beskrivningarna av hur innovation går till. Men den säger mer om våra uppfattningar om innovation och teknikutveckling än om teknikens faktiska utveckling, säger Ilkka Tuomi. Moores lag formuleras i dag ofta som en beskrivning av datorernas prestandautveckling. Men det visar sig vara lika problematiskt, inte minst för att prestanda är ett svårdefinierat begrepp. Över de senaste decenniernas datorutveckling finns inget gemensamt mått för att jämföra hur snabba maskinerna är. Varje processor måste ses i relation till programvaran den ska köra, komponenterna som ska sitta runt den, vilket problem den formgetts för att lösa och hur mycket data den kan hantera per klockcykel. Ser man bara till processorernas klockcykler, som varit det vanligaste sättet att marknadsföra datorer till konsumenter, har ökningen varit långsam fram till 1994 för att sedan snabbt ta fart, förmodligen på grund av ökat intresse för ljud och multimedia. Men en exponentiell utveckling är det inte. - Moores egen uppfattning 1965 var självklart mycket mer sofistikerad. Den ursprungliga formuleringen var grundad på en noggrann analys av de faktiska faktorerna som drev mikroelektroniken under just de åren. Men senare författare har ofta bara tagit idén om exponentiell tillväxt som en förbehållslös sanning, säger Ilkka Tuomi. Lagen används som en artig nick - Jag tror inte att någon förlitar sig på Moores lag när det gäller praktiska affärsbeslut. Den används mer som en artig nick mot industrins delade övertygelse att utveckling är möjlig i framtiden, säger Ilkka Tuomi. Hundratals miljarder dollar har lagts på forskning och utveckling kring processorkonstruktion. Men nu tror många forskare att de väsentliga prestandaökningarna i framtiden snarare kommer att hänga på sådant som optimerad programvara och kommunikationsprotokoll. Även Intel har ändrat inställning. Antalet transistorer för nya processorer publiceras inte längre. Företaget styr om mot en mer programorienterad utveckling, där det sällan pratas om megahertz. - Vi behöver förstå vad som gör datorer användbara och meningsfulla. Det finns inget inneboende gott i mindre transistorer, den utvecklingen är bara rationell om de skapar nya sociala och ekonomiska möjligheter, säger Ilkka Tuomi.