Lustų gamintojų problema, deja, yra pati fizika. Naudojant silicį, neįmanoma sukurti tranzistoriaus, kurio vartai – tranzistoriaus dalis įjungianti/išjungianti elektronų srautą – mažesnė nei 7 nanometrai. Pagaminus juos mažesnius, elektronai gali judėti tarp tranzistorių kvantiniu tuneliavimu, o tai reiškia, kad tranzistorius, kurio būsena yra „išjungtas“ gali netikėtai persijungti į būseną „įjungtas“ netgi tada, kai to daryti neturėtų.
Taip nubrėžiama teorinė riba Moore’o dėsniui – idėjai, kad lusto tranzistorių skaičius padvigubėja maždaug kas porą metų. Tačiau dabar Lawrence Berkeley nacionalinės laboratorijos mokslininkai, vadovaujami ankstesnio TR inovatoriaus, kuriam dar nėra 35, Ali Javey, sukūrė, kaip teigiama mažiausią pasaulyje veikiantį tranzistorių.
„Science“ publikuotame straipsnyje tyrėjai paaiškina, kad naudodami anglies nanovamzdelius ir molibdeno disulfidą, sukūrė tranzistorių, kurio vartų ilgis tėra vienas nanometras. Tai įspūdingas pasiekimas, ir – bent jau teoriškai – tai reiškia, kad būtų įmanoma sukimšti daug daugiau tokių mažų jungiklių į lustą nei naudojant silicį. Palyginimui, dabar tobuliausiuose lustuose yra 14 nm vartai, ir rengiamasi 10 nm lustų gamybai.
Tačiau tai kol kas tėra koncepcijos patvirtinimas – iki galutinio produkto dar laukia ilgas kelias. Norint šiuos nanovamzdelių tranzistorius paversti procesoriumi, reikės viename luste sutalpinti milijardus tokių jungiklių. Tai gali būti įmanoma, bet gali būti ir nepateisinamai brangu.
Tiesą sakant, lustų pramonė jau pripažino, kad yra pasirengusi tranzistorių mažėjimo pabaigai. Anksčiau šiais metais, Puslaidininkių pramonės asociacija – kurioje „Intel“, „AMD“, „Global Foundries“ ir panašūs – paskelbė pranešimą, kad iki 2021 silicio tranzistorių mažinimas taps ekonomiškai nebeefektyvus. Vietoje to lustai turės keistis kitais būdais.
Jau dabar matome, kaip procesorių pramonė skyla ir traukiasi nuo supersparčių viskam tinkamų gaminių prie labiau specializuotų lustų. Dėl to „Intel“ neseniai įsigijo „Movidius“ kompaniją, gaminančią lustus, skirtus kompiuterinio regėjimo užduotims. Tuo tarpu „Nvidia“ parduoda specializuotus AI lustus šakoms, siekiančioms kapitalizuoti mašininį mokymąsi.
Efektyvesnis lustų dizainas leis padidinti skaičiavimo spartą, sumažinant energijos sąnaudas. Pavyzdžiui, „Microsoft“ ir „Intel“ stengiasi panaudoti konfigūruojamus lustus FPGA efektyvesniam dirbtinio intelekto užduočių vykdymui. O Japonijos telekomunikacijų ir interneto kompanija „SoftBank“ neseniai įsigijo lustų kūrėją „ARM“ dėl jos neįtikėtinai sėkmingų mažai energijos naudojančių lustų, kurie teiks skaičiavimo galią augantiems daiktų interneto įrangos pulkams.
Mažiau specializuotų procesorių forma tikriausiai keisis, kad galėtų padidėti skaičiavimo galia. Pavyzdžiui, lustuose vis dažniau bus naudojami keli sluoksniai, kad būtų gautas didesnis tranzistorių tankis. O gal tas pats tikslas bus pasiektas, pasinaudojus Berkeley proveržį.
