Jag väger det i handen. Det är lika stort och tungt som en mindre hund, Nvidias Geforce RTX 4090. Mäktigt är min första reaktion och jag lägger upp en bild på Twitter där jag håller i grafikkortet med texten "Vad jag gör? Äsch, står bara och håller knappt 80 miljarder transistorer i näven."
Min andra reaktion behåller jag i tanken, fram tills nu: “eller är det i själva verket den stora stagnationen jag håller i näven?”
Den stora stagnationen, eller The Great Stagnation, är namnet på en pamflett som skrevs av den amerikanska ekonomen, kolumnisten och bloggaren Tyler Cowen år 2011. Silicon Valley-legenden Peter Thiel, som bland annat grundade Paypal tillsammans med Max Levchin och Elon Musk, skrev därefter hur stagnationen relaterade till den tekniska utvecklingen i manifestet "We wanted flying cars, instead we got 140 characters".
"Är det i själva verket den stora stagnationen jag håller i näven?"
Det handlar om att USA, och i förlängningen alla västerländska ekonomier, har nått en platå på grund av bristande innovation på teknikfronten. Starka argument kan läggas fram för att datorutvecklingen gått in i en sådan era och argumenten kan valideras genom att observera kostnaden för beräkningar och dess inverkan på produktiviteten. Inte nog med det, argumenten pekar på, skriver bland annat Rodolfo Rosini i en gästessä, att det kommer att försämras ytterligare under det kommande decenniet och många andra har dragit samma slutsatser. Om den stora stagnationen stämmer ligger ljusningen långt borta.
Lagarna som förklarar en stagnation
Så vad baseras de här argumenten på? I många branscher kan vi observera Wrights lag, som innebär att kostnaden per enhet minskar när vi skalar upp produktionen. Tumregeln är att fördubblad produktion leder till 20 procent lägre kostnad. Inom teknik manifesteras Wrights lag som en del av Moores lag, som du givetvis har blykoll på. Har du inte det myntades den här "lagen" på 60-talet av Intels medgrundare Gordon Moore, som spådde att antalet transistorer i integrerade kretsar dubbleras vartannat år.
Sedan dess har det här utgjort en grundbult för både marknadsförare och ingenjörer inom teknik- och IT-branschen. I decennier har det byggts nya produkter (och glättiga broschyrer) som utnyttjat den nya kapaciteten och den minskade tillverkningsstorleken. Vi har blivit lovade allt snabbare och billigare mikroprocessorer med en exponentiell ökning av beräkningskapacitet över tid.
Men saker har förändrats genom åren. Länge var Dennardskalning kraften bakom Moores lag, där både transistorstorlek och effektbehov halverades synkront. Det här gjorde att mängden beräkningar per energienhet kunde fördubblas, vilket senare blev känt som Koomeys lag. Men 2005 sker ett trendbrott på grund av strömläckage som fick kretsen att värmas upp. Med det avstannade prestandaökningen för kretsar med en enskild kärna.
År 2005 sker flera trendbrott. Frekvensen planar ut och enkeltrådsprestanda ökar blygsamt, medan antalet logiska kärnor tar ett språng. Moores lag hålls vid liv i form av fortsatt exponentiell ökning av antalet transistorer. Källa: 50 years of microprocessor trend data av Karl Rupp
Det exponentiella löftet
För att försöka behålla sitt exponentiella löfte övergick kretstillverkarna till flerkärniga arkitekturer. Det här förlängde Moores lag i fråga om transistordensitet, till priset av ökad komplexitet. För vissa typer av beräkningsuppgifter, som maskininlärning och datorgrafik, innebar det prestandavinster. Men för många typer av beräkningar gav flera kärnor ingenting och den exponentiella trenden var i praktiken bruten.
Ingen mer Moores lag innebär en inbromsande världsekonomi.
Det här kunde ju stannat vid ett, "trist, då blir det inga 8K-spel på ett bra tag". Men effekten är långt större än så. Trendbrottet syns även år 2010 inom flerkärniga superdatorer, som i sin tur påverkar mängder av områden, från gruvnäring till proteinveckning. Ökar vi perspektivet rejält ser vi att en signifikant del av den ekonomiska tillväxten de senaste 50 åren har varit en andra ordningens effekt driven av Moores lag. Ingen mer Moores lag innebär en inbromsande världsekonomi.
Nu kanske du rynkar på näsan och tänker, fast slutet på Moores lag har det ju tjatats om många gånger tidigare. Varför skulle det här hända just nu? Skillnaden är att det historiskt handlat om tekniska utmaningar. Uppfinningsrikedom och nya tillverkningstekniker har löst det. Den här gången handlar det inte om teknik eller uppfinningsrikedom, utan om fysik. Närmare bestämt Landauers princip.
I korthet förklarar principen att det finns en minsta mängd energi som måste användas och en minsta mängd värme som måste avges när en dator manipulerar en bit information. Detta pris är proportionellt mot temperaturen i omgivningen och Boltzmanns konstant. Det spelar ingen roll hur "smart arkitektur" eller snabb datorn är, den kan inte komma undan detta pris.
Exponentiell utveckling har blivit ett problem
Vi pratar om extremt små mängder energi. För en beräkningsoperation kan det handla om 10-21 joules per bit. Under lång tid ansågs därför Landauers princip inte vara mer än kuriosa som utan omsvep kunde ignoreras. Men idag har en modern krets som AD102 i Geforce RTX 4090 närmare 80 miljarder transistorer, som arbetar i 2,5 GHz, eller 2,5 miljarder cykler per sekund. De integrerade kretsarnas exponentiella utveckling har blivit ett problem.
De integrerade kretsarnas exponentiella utveckling har blivit ett problem.
Moores lag har troligen en storleksordning kvar innan den når den termiska barriären. Väl där kommer existerande transistorarkitekturer inte att förbättra energieffektiviteten ytterligare och mängden värme som genereras kommer att förhindra att transistorer packas närmare varandra.
Listar vi inte ut vad som kan göras åt det här kommer branschen att förändras i grunden. Mikroprocessorer kommer att strypas och konkurrensen kommer alltmer handla om att vinna genom marginella energieffektivitetsvinster. Storleken på kretsarna, och kylbehoven, kommer att jäsa…
Och här står jag nu, med ett 450-watts Geforce RTX 4090 i näven och Nvidias VD Jensen Huangs ord från slutet av 2022 ringade i öronen: "Moores lag är död". Mäktigt, tänker jag, det här kan vara början på den stora stagnationen.
Men vad tror du? Är vi inne i en mikroprocessorernas ökenvandring upp till knäna i het kisel? Finns en räddning inom 3D- eller multigate-arkitektur? Kvantdatorer kanske du utbrister, eller optimera mjukvaran för bövelen!? Oavsett vad, var ser du att utvecklingen är på väg? Stagnation eller exponentiell utveckling?
