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

번역: Tessa Kim 검토: DK Kim

In the Netherlands, there’s an ambitious company

네덜란드에 있는 한 야심찬 회사는

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

세상에서 가장 발전되고 비싼 기계 장치를 만듭니다.

a single unit costs hundreds of millions of dollars.

장비 하나가 수억 달러나 하죠.

And when companies buy one,

또 어떤 회사가 그것을 구입하려면

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

165톤짜리 장비를 설치하기 위해 기술자들 250명이 필요하며

in a process that typically takes half a year.

이 과정은 대개 반 년이 걸립니다.

But despite this steep cost in time and money,

그런데 시간과 돈이 이렇게 엄청나게 들어감에도 불구하고

many microchip makers desperately want one of these machines.

수많은 마이크로칩 제조업체가 이 장비를 간절히 원합니다.

The hundred-million-dollar question is: why?

왜 이 값비싼 장비를 그렇게나 원할까요?

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

답은 ‘무어의 법칙’이란 것에 있죠.

First coined by Intel co-founder Gordon Moore,

인텔의 공동 설립자인 고든 무어가 이 용어를 처음 고안했습니다.

this law states that every 1 to 2 years

이 법칙에서는 1년에서 2년마다

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

같은 크기의 컴퓨터 칩에 넣을 수 있는 트랜지스터가 두 배가 됩니다.

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

또, 이 칩이 초당 수행할 수 있는

계산 횟수도 두 배가 됩니다.

will also double.

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

이 법칙은 중력 같은 물리 법칙이 아닙니다.

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

그저 1960년대 초반 무어가 관찰한 경향일 뿐입니다.

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

하지만 칩 제조사들은 이러한 경향을 목표로 삼았고

소비자들은 컴퓨터 발전이 이처럼 기하급수적으로

consumers learn to expect computing progress to continue

빠른 속도로 계속될 것으로 기대하게 되었습니다.

at this exponentially fast pace.

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

놀라운 것은 60년 동안 거의 맞았다는 점입니다.

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

무어의 법칙 덕분에 칩은 더 작아지고, 더 빠르고,

more efficient, and cheaper.

더 효율적이고, 저렴해졌습니다.

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

그런데 오늘날에는 이런 추세를 가로막는 주요 문제가 네 가지 있습니다.

potentially ending Moore’s Law

잠재적으로 무어의 법칙을 파괴하고

and fundamentally changing how we make progress in computing.

컴퓨팅 발전 방식이 근본적으로 바뀔 수 있습니다.

The first is transistor size.

첫 번째는 트랜지스터 크기입니다.

Transistors are basically on/off switches,

트랜지스터는 기본적으로 켜기/끄기 스위치이며

and these building blocks of digital computing have been shrinking

디지털 컴퓨팅의 이 구성 요소는 1960년대 이후 줄어들고 있습니다.

since the 1960s.

But recently they’ve gotten so small,

그런데 최근에는 트랜지스터가 너무 작아지면서

quantum physics has begun to interfere with their functions.

양자 물리학이 그 기능을 방해하기 시작했습니다.

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

트랜지스터의 스위치, 즉, 게이트가 20나노미터 미만이 되면

electrons will tunnel along it continuously,

전자가 그 스위치나 게이트를 따라 계속해서 터널을 이루며

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

선명한 켜기/끄기 스위치를 흐릿한 조광기로 바꿉니다.

The second problem is heat.

두 번째 문제는 열입니다.

As chipmakers make components smaller and more complex,

칩 제조사가 부품을 더 작고 복잡하게 만들면서

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

부품 사이를 가로지르는 구리선은 더 얇고 길어져야 합니다.

This increases their electrical resistance and generates high heat

이로 인해 전기 저항이 증가하고 높은 열이 발생하여

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

칩 성능이 저하되고 쉽게 식지 않습니다.

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

오늘날의 칩은 이미 달걀을 익힐 정도로 뜨거울 수 있으며

and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

새로운 혁신이 없다면 온도가 계속 상승할 것으로 예상됩니다.

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

이 두 가지 문제 모두 칩을 만드는 기본 물리학에

한계가 있음을 의미하지만,

researchers haven't stopped trying to solve them.

연구자들은 이러한 문제를 해결하려는 노력을 멈추지 않고 있습니다.

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:

안타깝게도 이러한 해법은 흔히 세 번째 주요 문제인

chipmaking’s environmental impact.

칩 제조가 환경에 미치는 영향을 악화시킵니다.

For example, swapping copper lines for ruthenium

예를 들어 구리선을 루테늄으로 교체하면

could help pack transistors more tightly and keep chips smaller—

트랜지스터를 더 빽빽하게 넣고 칩을 더 작게 유지할 수 있습니다.

but that metal is far scarcer than copper

하지만 이 금속은 구리보다 훨씬 희소하기 때문에

and would require new mining infrastructure.

새로운 채굴 시설이 필요합니다.

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

마찬가지로, 가장 작은 트랜지스터를 만드는 현대 기술에는

requires huge amounts of energy and chemicals

엄청난 에너지와 화학 물질이 필요한데,

called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,

퍼플루오로알킬과 폴리플루오로알킬입니다.

이 물질이 환경에서 분해되려면 수천 년이 걸릴 수 있습니다.

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

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

이 처음 세 가지 문제를 관리하는 것이

마지막 문제인 비용을 결정합니다.

To keep achieving Moore’s Law,

무어의 법칙을 계속 달성하려면

chipmakers have to make individual chip components smaller.

칩 제조업체는 개별 칩 부품을 더 작게 만들어야 합니다.

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

바로 이 때문에 4억 달러짜리 아주 비싼 장비가 필요합니다.

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

칩 제조 과학의 이 놀라운 핵심은

주석 방울들을 진공 챔버에 쏘아 넣은 다음

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

주석을 기화해 플라즈마를 생성하는 고에너지 레이저로 분사합니다.

that vaporizes the tin to create plasma.

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

이어서 플라즈마는

파장이 13.5 나노미터인 자외선을 방출하는데,

that can be used to produce incredibly small transistors.

이 자외선이 매우 작은 트랜지스터를 만드는 데 사용될 수 있습니다.

This remarkable feat of engineering has helped chipmakers

이러한 놀라운 공학의 업적이

칩 제조업체들이 무어의 법칙을 따를 수 있게 했습니다.

keep up with Moore’s Law.

But as chips keep getting denser,

하지만 칩 밀도가 계속 높아지면서

intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

복잡한 제조 공장은 계속 비싸지고 있습니다.

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

이러한 추세는 매우 일관적이어서

실제로 무어의 제2법칙이라는 별명을 얻었습니다.

Moore’s Second Law.

Obviously, all these trajectories are unsustainable.

분명히 이 모든 미래 진행은 지속 가능하지 않습니다.

Manufacturing plants can’t keep increasing in price,

제조 공장의 가격은 계속 오를 수 없고,

our ecosystems can’t endure endless mining and pollution,

생태계는 끝없는 채굴과 오염을 견딜 수 없으며,

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

물리 법칙도 조만간 바뀔 것 같지 않습니다.

Fortunately, Moore's Law is flexible,

다행히도 무어의 법칙은 유연하기 때문에

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

컴퓨팅을 책임감 있게 발전시키기 위한

to keep making computing progress responsibly.

새로운 목표를 도입하지 못할 이유가 없습니다.

Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?

지속 가능성 법률을 새로 도입할 수 있지 않을까요?

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

소형 트랜지스터는 이미 재료를 더 적게 사용하고

전자 폐기물을 덜 발생시킵니다.

and advancements in electronic-photonic integration

전자-광자 통합의 발전으로

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

칩은 더 적은 에너지를 사용하고 더 적은 열을 발생시킬 수 있습니다.

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

그렇다면 몇 년에 한 번씩

칩의 지속 가능성을 두 배로 늘려야 하지 않을까요?

Whatever the answer is,

답이 무엇이든,

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

법칙은 우리가 만들고 따라서 미래는 우리 손에 달렸습니다.