トランジスタの集積度が1年半~2年ごとに2倍になる「ムーアの法則」が間もなく終焉するとの見方が強まっている。ムーアの法則が終わってプロセッサーの性能向上が見込めなくなると、IT業界は「暗黒時代」に突入する…と思いきや、コンピューター科学者は逆に「黄金時代がやってきた」と興奮し始めている。

 いったい何の黄金時代がやってきたというのか。「コンピューターアーキテクチャーの新しい黄金時代(A New Golden Age for Computer Architecture)がやってきた」。そんな主張を全社的に展開している米グーグル(Google)でテクノロジーインフラストラクチャー開発を統括するウルス・ヘルツル(Urs Holzle)上級副社長にその真意を聞く機会を得た。

グーグルのウルス・ヘルツル上級副社長
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ヘネ・パタの両氏が提唱

 コンピューターアーキテクチャーの新しい黄金時代という表現を最初に使い始めたのは、コンピューター科学分野のノーベル賞とも呼ばれるチューリング賞を2017年に共同受賞した、ジョン・ヘネシー(John Hennessy)氏とデイビッド・パターソン(David Patterson)氏だ。

 長らく米スタンフォード大学(Stanford University)の学長を務めたヘネシー氏は現在、グーグルの親会社である米アルファベット(Alphabet)の取締役会長を務め、パターソン氏は米カリフォルニア大学バークレー校(University of California, Berkeley)の教授を退任後にグーグルに転じ、現在は半導体開発チームのエンジニアとして勤務している。

 スタンフォード大学の研究者時代にはヘネシー氏が率いるプロセッサー開発プロジェクトに参加していたというグーグルのヘルツル氏は、「コンピューターの世界を長らく支配してきたムーアの法則が通用しなくなり、科学者は新しい『やり方』を自由に探しても良いことになった。だからこそ科学者にとっては、これからが黄金時代なのだ」と語る。

 これまでの30年間は、ムーアの法則に従い米インテル(Intel)の「x86プロセッサー」やコンピューターメーカー各社のRISCプロセッサーなど汎用プロセッサーの性能が伸び続けていた。エンドユーザーにとってはハードウエアを買い替えるだけで性能向上を享受できるありがたい時代だった。

 しかしその一方で、コンピューター科学者にとっては腕の振るいどころが限定される時代でもあった。「スーパーコンピューターで使われていたベクトル型プロセッサーなど、汎用プロセッサー以外の選択肢が次々と姿を消していった」(ヘルツル氏)という、選択肢が少なくなる一方の時代だったからだ。

消費電力はもう限界

 しかし近年、半導体製造プロセスの微細化が限界に近づき、トランジスタの集積度を上げることが難しくなっている。ムーアの法則が有効だった時代は、プロセッサーの消費電力を抑えながら性能を向上させることが可能だったが、近年のプロセッサーは消費電力が上がる一方だ。

 「10年前であればサーバー用プロセッサーの消費電力は100ワット程度だったが、今では230ワットほどにまで上昇した。グーグルが開発する機械学習専用の『第3世代TPU』の場合はプロセッサー1個で400ワットもの電力を消費する」。ヘルツル氏はそう指摘する。

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