ムーアの法則はまだ有効ですか?

処理速度の向上、消費電力の低減、そして結果として広範囲にわたるコンピューティング効率の向上がもたらされます。これらすべての中核を成すのはムーアの法則であり、この法則は今後数年間は維持されることが確実視されています。しかし、この法則は今でも有効なのでしょうか？

ムーアの法則と46年前の予測

ムーアの論文と今日のムーアの法則に関する議論を30分ほど読んで考えてみると、興味深い示唆に出会うかもしれません。ムーアの観察は、マイクロプロセッサが18～24ヶ月ごとに2倍に高速化することを意味するものではありません。ムーアはプロセッサの性能向上についてごく簡単に触れましたが、製造コストが（5年ごとに）削減されることについても言及しています。処理速度が2年ごとに倍増するという直接的な主張はありません。しかし、ムーアが観察したのは、トランジスタ数が2年ごとにほぼ倍増するという点です。そして、彼の主張を厳密に解釈するならば、ムーアはこの傾向には時間的限界があり、時間の経過とともに減速することを示唆していたことは明らかです。

ムーアの有名な観察チャートは 1975 年まで遡りますが、その終わりは目に見えないという考えが込められています。最初の 45 nm プロセッサが登場しようとしていた 2007 年、ムーアは、観察範囲が 2020 年から 2022 年までの 15 年間に及ぶと予想しているものの、そこで明確な壁にぶつかったと語っていました。しかし、90 nm CPU が 2003 年に登場した 2001 年にも同じことを述べており、15 年の予測は 2 年間隔で延期される可能性があるようです。ムーアの論文はトランジスタ数だけを論じているわけではないことを付け加えておきます。マイクロプロセッサは 100% の歩留まりで製造できる可能性があり、より高密度のチップ構造では重大な熱問題が忍び寄る (この問題は、Intel が 1999 年から 2005 年にかけて Pentium 4 世代で使用していた Netburst アーキテクチャを放棄せざるを得なかった原因です) という予測も含まれています。彼はまた、2次元チップ構造には製造上の限界があると予測しました。これは、業界がいずれ3D化を余儀なくされることを意味します。少なくともIntelに関しては、2011年から2012年にかけてそれが起こりそうです。Intelが22nmの発表時にこの予測を指摘しなかったことに、私はむしろ少し驚いています。

利点

時を経て、ムーアの法則はIT業界の指針となり、破られることのない指針となりました。ムーアの法則のおかげで、ほぼあらゆるアプリケーションを実行できる手頃な価格のコンピュータが実現したと広く認められています。しかし、ムーアの法則は、新しいプロセッサを正当化し、必ずしも最善の選択とは言えない狭い範囲にイノベーションを押し付けるためのマーケティングツールとして悪用されてきた面もあります。例えば、IntelのNetburst製品は行き詰まりに陥り、同社を倒産寸前まで追い込みました。トランジスタのサイズと数はイノベーションの要素の一つですが、唯一の要素ではなく、おそらくもはや新しくインテリジェントな半導体を実現するための重要な要素ではないでしょう。

トランジスタの数が増えれば、より多くの機能を実現できる可能性が高まり、現在のコンピューティングのトレンドに対応するためには、膨大な数の新機能が必要となる時代が到来していると言えるでしょう。プロセッサは、よりセキュアになり、クラウドコンピューティング環境（オンラインサービスの利用も含む）における脅威を効率的に特定する能力が向上し、ヘテロジニアスなプロセッサアーキテクチャへの移行に伴い、飛躍的にスケーラビリティが向上する必要があります。トランジスタ数はこれらの機能を実現する上で重要な要素ですが、現代社会ではムーアの法則を過大評価し、時に誤った方向に目を向けさせているように思います。

市場の力

ムーアの法則よりも、競争の力が特にインテルの研究開発を牽引する可能性が高い。過去20年間、インテルが対処してきたのはAMDだった。インテルは常に、生産能力と製造プロセスを主要な競争優位性とみなしており、それをすぐに手放す可能性は低い。現在、インテルはARMに加え、クアルコム、サムスン、NVIDIA、TI、そしておそらくAMDも含め、インテルが切望するモバイル市場を支配している多数のチップ設計企業と対峙している。この戦いにおいて、インテルの主力となるのは、再び新しい製造プロセスとなるだろう。トランジスタ数を減少させるのは、必ずしもムーアの法則ではなく、競争である（ただし、2011年後半にこれらのプロセッサをリリースすることで、インテルはムーアの法則を支持するだろう）。

もちろん、ムーアの法則が今日においても妥当するかどうかという疑問がある。Intel がこの 2 年サイクルをあと 10 年続けられるかどうか、本当に気になるだろうか? おそらくそうではないだろう。それに、(熱心な)消費者も 10 年前ほど気にしなくなっているだろう。Intel の製造の歴史を振り返ると、プロセッサが単なるトランジスタ数以上のものであることを示す例が数多くある。Intel に長く携わってきた人であれば、特に覚えているかもしれないが、2001 年に Intel の元 CTO であるパット ゲルシンガーが、2010 年までには 30GHz プロセッサが使用され、原子力発電所で使用されているのと同様の冷却技術が必要になると予測していた。2005 年までに、同社は 4GHz をわずかに下回る速度で壁に突き当たり、消費電力とリーク電流に対処するためにアプローチとチップ設計を完全に変更した。これらはトレンドを変え、私たちが恩恵を受けている真のイノベーションをもたらすマイルストーンなのである。これは、プロセッサの機能セットと能力を構想するための根本的に異なるアプローチであり、特定の領域にトランジスタを詰め込むだけでなく、すべてのトランジスタにさらに多くのインテリジェンスを詰め込む能力です。

トライゲート・トランジスタの登場により、インテルは3D構造を構築し、同一面積内により多くのトランジスタを配置することで、トランジスタ数を再び倍増させることが可能になる。ムーアの法則は、単に2D構造とそれらが占める面積に言及しているだけであり、インテルが少しズルをしていると解釈する人もいるかもしれない。しかし、正直なところ、誰が気にするだろうか？トランジスタが増えれば、誰にとっても良いことであり、プロセッサの性能も向上する可能性が高い。しかし、トランジスタ数が倍増しているという事実は、今日ではむしろ無意味かもしれない。だからといって、ムーアの指摘が否定されるわけではない。私たちは単に、この指摘を守り続けることに執着しすぎているだけなのかもしれない。

ヴォルフガング・グルーナーは、デジタル戦略とコンテンツ分野の経験豊富なプロフェッショナルであり、ウェブ戦略、コンテンツアーキテクチャ、ユーザーエクスペリエンス、そしてインシュアテック業界におけるコンテンツ運用へのAIの応用を専門としています。これまでに、アメリカンイーグルのデジタル戦略・コンテンツエクスペリエンス担当ディレクター、TGデイリーの編集長を務め、Tom's GuideやTom's Hardwareなどの出版物に寄稿しています。