Have we reached the limit of computer power? - Sajan Saini and George Zaidan

Translator: Arvin Novyan Benardi Reviewer: Azfa A

In the Netherlands, there’s an ambitious company

Di Belanda, ada sebuah perusahaan ambisius

that builds one of the most advanced and expensive tools in the world:

yang membuat salah satu alat paling maju dan mahal di dunia:

a single unit costs hundreds of millions of dollars.

satu unitnya menghabiskan biaya ratusan juta dolar.

And when companies buy one,

Saat perusahaan membeli satu, mereka juga butuh 250 insinyur

they also need 250 engineers to install the 165-ton device

untuk memasang alat seberat 165 ton itu

in a process that typically takes half a year.

dalam sebuah proses yang umumnya memakan waktu setengah tahun.

But despite this steep cost in time and money,

Walaupun memakan biaya waktu dan uang yang begitu mahal,

many microchip makers desperately want one of these machines.

banyak pembuat mikrocip sangat menginginkan salah satu mesin ini.

The hundred-million-dollar question is: why?

Pertanyaan ratusan-jutanya adalah: mengapa?

The answer has to do with something called Moore’s Law.

Jawabannya berhubungan dengan sesuatu yang disebut Hukum Moore.

First coined by Intel co-founder Gordon Moore,

Dicanangkan pertama kali oleh salah satu pendiri Intel Gordon Moore,

this law states that every 1 to 2 years

hukum ini menyatakan setiap 1 sampai 2 tahun

the number of transistors that can fit on a given size computer chip will double.

jumlah transistor yang mampu dimasukkan ke sebuah cip komputer berlipat ganda.

And by extension, the rough number of calculations that chip can do per second

Secara luas, jumlah hitungan kasar yang bisa dilakukan sebuah cip per detiknya

will also double.

juga berlipat ganda.

Now, this law isn't a physical law like gravity.

Nah, hukum ini bukanlah hukum fisika seperti gravitasi.

It’s just a trend Moore observed during the early 1960s.

Ini hanya sebuah tren dari observasi Moore pada awal tahun 1960-an.

But chipmakers turned that trend into a goal, and in turn,

Namun, para pembuat cip mengubah tren itu menjadi sebuah tujuan, dan kemudian,

consumers learn to expect computing progress to continue

konsumen mulai mengharapkan progres komputasi untuk berlanjut

at this exponentially fast pace.

dengan kecepatan yang relatif cepat.

And the amazing thing is, for six decades, it pretty much has.

Hal yang menakjubkan adalah, dalam enam dekade, memang seperti itu.

Thanks to Moore’s Law, chips have gotten smaller, faster,

Oleh karena Hukum Moore, cip bertambah kecil, cepat,

more efficient, and cheaper.

lebih efisien, dan lebih murah.

But today, there are four key problems that trip up this trend,

Sekarang, ada empat masalah inti yang menyandung tren ini,

potentially ending Moore’s Law

kemungkinan mengakhiri Hukum Moore

and fundamentally changing how we make progress in computing.

dan secara fundamental mengubah bagaimana kita membuat progres komputasi.

The first is transistor size.

Pertama adalah ukuran transistor.

Transistors are basically on/off switches,

Transistor sederhananya adalah tombol nyala/mati.

and these building blocks of digital computing have been shrinking

dan blok bangunan komputasi digital telah mengecil sejak 1960-an.

since the 1960s.

But recently they’ve gotten so small,

Namun, akhir-akhir ini telah begitu kecil,

quantum physics has begun to interfere with their functions.

fisika kuantum mulai mengintervensi fungsi mereka.

When a transistor’s switch, or gate, is less than 20 nanometers,

Ketika tombol transistor, atau gerbang, berukuran kurang dari 20 nanometer,

electrons will tunnel along it continuously,

elektron akan membuat terowongan secara terus-menerus.

turning a crisp on/off switch into a hazy dimmer.

mengubah sebuah tombol nyala/mati renyah menjadi lampu dim redam.

The second problem is heat.

Masalah kedua adalah panas.

As chipmakers make components smaller and more complex,

Selama pembuat cip membuat komponen yang lebih kecil dan kompleks,

the copper lines that run between them need to be thinner and longer.

kabel tembaga yang tersebar di antaranya harus lebih tipis dan panjang.

This increases their electrical resistance and generates high heat

Ini meningkatkan ketahanan listriknya dan menghasilkan panas tinggi

that impairs chip performance and can’t be easily dissipated.

yang bisa menghambat kinerja cip dan tidak mudah untuk diredakan.

Today’s chips can already run hot enough to cook an egg,

Cip sekarang bisa berjalan sangat panas hingga memasak sebuah telur

and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

dan temperaturnya diprediksi akan terus meningkat tanpa inovasi baru.

While both these issues represent limits in the fundamental physics of chipmaking,

Walau kedua isu ini merepresntasikan batas fundamental fisika dari pembuatan cip.

researchers haven't stopped trying to solve them.

para ilmuwan belum berhenti untuk menyelesaikannya.

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:

Sayangnya, solusi mereka sering kali memperburuk masalah besar ketiga:

chipmaking’s environmental impact.

dampak lingkungan pembuatan cip.

For example, swapping copper lines for ruthenium

Contohnya, mengganti kabel tembaga dengan ruthenium

could help pack transistors more tightly and keep chips smaller—

dapat membuat transistor lebih ketat dan membuat cip tetap kecil—

but that metal is far scarcer than copper

tetapi logam tersebut lebih langka dari tembaga.

and would require new mining infrastructure.

dan membutuhkan infrastruktur penambangan baru.

Similarly, the technology currently used to make today’s smallest transistors

Sama halnya, teknologi yang digunakan pada pembuatan transistor terkecil saat ini

requires huge amounts of energy and chemicals

membutuhkan banyak sekali energi dan bahan kimia

called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,

yang disebut perfluoroalkyl dan zat kimia polyfluoroalkyl,

which can take thousands of years to break down in the environment.

yang dapat hancur setelah ribuan tahun di alam.

Managing these first three problems contributes to the final issue: cost.

Mengatur ketiga isu awal ini berkontribusi pada isu terakhir: biaya.

To keep achieving Moore’s Law,

Untuk tetap mencapai Hukum Moore,

chipmakers have to make individual chip components smaller.

pembuat cip harus membuat setiap komponen individu cip lebih kecil.

And this is where that costly $400 million machine comes in.

Di sinilah mesin seharga $400 juta masuk.

This marvel of chip-making science shoots a stream of tin droplets

Keajaiban sains pembuatan cip ini menembakan cucuran timah

into a vacuum chamber before blasting them with a high-energy laser

ke sebuah ruang vakum sebelum ditembakan laser bertenaga tinggi

that vaporizes the tin to create plasma.

yang menguapkan timah untuk membuat plasma.

In turn, the plasma emits a 13.5 nanometer wavelength of ultraviolet light

Selanjutnya, plasma itu memancarkan panjang gelombang 13.5 nanometer

dalam bentuk cahaya ultraviolet

that can be used to produce incredibly small transistors.

yang bisa digunakan untuk memproduksi transistor yang sangat kecil.

This remarkable feat of engineering has helped chipmakers

Perkembangan hebat teknik ini telah membantu para pembuat cip

keep up with Moore’s Law.

meneruskan Hukum Moore.

But as chips keep getting denser,

Namun, semakin padatnya cip,

intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

pabrik manufaktur yang rumit semakin mahal.

This trend has been so consistent, it’s actually earned the nickname

Tren ini sangat konsisten, hinga diberi nama

Moore’s Second Law.

Hukum Moore Kedua.

Obviously, all these trajectories are unsustainable.

Tentu saja, semua lintasan ini tidak dapat bertahan.

Manufacturing plants can’t keep increasing in price,

Pabrik manufaktur tidak bisa terus menaikkan harga,

our ecosystems can’t endure endless mining and pollution,

ekosistem kita tidak bisa bertahan dari penambangan tak terbatas dan polusi,

and the laws of physics are unlikely to change anytime soon.

dan hukum fisika tidak mungkin akan berganti dalam waktu dekat ini.

Fortunately, Moore's Law is flexible,

Untungnya, Hukum Moore fleksibel,

and there’s no reason we can’t introduce new goals

tidak ada alasan bagi kita untuk tidak mengenalkan tujuan baru

to keep making computing progress responsibly.

untuk melanjutkan progres komputasi secara bertanggung jawab.

Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?

Mungkin kita perlu mengenalkan Hukum Keberlanjutan baru?

Smaller transistors already use less material and produce less e-waste,

Transistor lebih kecil telah menggunakan material dan menghasilkan e-waste sedikit,

and advancements in electronic-photonic integration

dan kemajuan teknologi dalam integrasi elektronik-fotonik

are allowing chips to use less energy and generate less heat.

mengizinkan cip untuk menggunakan sedikit energi dan menghasilkan sedikit panas.

So perhaps chips should be made twice as sustainable every several years?

Jadi, mungkin cip bisa dibuat dua kali lebih berkelanjutan setiap beberapa tahun?

Whatever the answer is,

Apapun jawabannya,

we make the laws, so the future is up to us.

kita yang membuat aturan, dan masa depan ada di tangan kita.