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

Translator: Sanntint Tint Reviewer: Moon Thit

In the Netherlands, there’s an ambitious company

နယ်သာလန်မှာ ကမ္ဘာ့ အဆင့်မြင့်ဆုံးနဲ့ ဈေးအကြီးဆုံး

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

ကိရိယာတွေထဲက တစ်ခုကို တည်ဆောက်တဲ့ ရည်မှန်းချက်ကြီးတဲ့ ကုမ္ပဏီတစ်ခု ရှိတယ်။

a single unit costs hundreds of millions of dollars.

ယူနစ်တစ်ခုက ဒေါ်လာ သန်းရာနဲ့ချီ ကုန်ကျတာပါ။

And when companies buy one,

ကုမ္ပဏီတွေက တစ်ခု ဝယ်တဲ့အခါ၊

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

 သူတို့လည်း ပုံမှန်အနေနဲ့ နှစ်ဝက် ကြာတဲ့ ဒီလုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုမှာ ၁၆၅ တန်ရှိတဲ့

in a process that typically takes half a year.

စက်ကိရိယာကို တပ်ဆင်ဖို့ အင်ဂျင်နီယာ ၂၅၀ လိုအပ်တယ်။

But despite this steep cost in time and money,

ဒါပေမဲ့၊ အချိန်နှင့် ငွေကြေးအရ အကုန်အကျများလွန်းပေမဲ့၊

many microchip makers desperately want one of these machines.

မိုက်ခရိုချစ်ပ်ထုတ်လုပ်သူ အများအပြားက ဒီစက်တွေထဲက တစ်ခုကို အသည်းအသန်လိုချင်တယ်။

The hundred-million-dollar question is: why?

ဒေါ်လာ သန်းရာချီတဲ့ မေးခွန်းက ဘာကြောင့်လဲပါ။

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

အဖြေက Moore’s Law လို့ခေါ်တာနဲ့ ဆိုင်တာပါ။

First coined by Intel co-founder Gordon Moore,

Intel ကို ပူးတွဲတည်ထောင်သူ Gordon Moore က ပထမဆုံး ထွင်ခဲ့ပြီး

this law states that every 1 to 2 years

၁ နှစ်ကနေ ၂ နှစ်တိုင်းမှာ ကွန်ပျူတာ ချစ်ပ်တစ်ခုမှာ

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

တပ်ဆင်နိုင်တဲ့ ထရန်စစ္စတာအရေအတွက်က နှစ်ဆဖြစ်လာမယ်လို့ ဒီနိယာမက ဖော်ပြထားတယ်။

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

တစ်ဆင့်တက်ရရင်၊ တစ်စက္ကန့်မှာ ချစ်ပ်က လုပ်နိုင်တဲ့ အကြမ်းဖျင်းတွက်ချက်မှု

will also double.

အရေအတွက်ကလည်း နှစ်ဆဖြစ်မှာပါ။

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

ကဲ၊ ဒီနိယာမက ဆွဲငင်အားလို ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ နိယာမမဟုတ်ဘူး။

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

ဒါက ၁၉၆၀ ခုနှစ် အစောပိုင်းမှာ Moore သတိပြုမိတဲ့ လားရာတစ်ခုသက်သက်ပါ။

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

ဒါပေမဲ့ ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်သူတွေက ဒီလားရာကို ပန်းတိုင်တစ်ခုအဖြစ် ပြောင်းလဲခဲ့ပြီး

consumers learn to expect computing progress to continue

သုံးစွဲသူတွေက တွက်ချက်မှု တိုးတက်မှုကို အဆမတန် မြန်တဲ့ အရှိန်မှာ

at this exponentially fast pace.

ဆက်မျှော်လင့်ဖို့ သင်ယူကြတာပါ။

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

အံ့သြစရာက ဆယ်စုနှစ် ခြောက်ခုလောက်က တော်တော်ကို များနေပါပြီ။

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

Moore’s Law ကြောင့်၊ ချစ်ပ်တွေက ပိုသေး၊ ပိုမြန်၊

more efficient, and cheaper.

ပိုထိရောက်၊ ပိုစျေးသက်သာလာတယ်။

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

ဒါပေမဲ့၊ ဒီခေတ်မှာ၊ Moore’s Law ကို အဆုံးသတ်နိုင်တဲ့ အလားအလာရှိပြီး

potentially ending Moore’s Law

ကွန်ပြူတာတွက်ချက်မှု တိုးတက်ပုံကို

and fundamentally changing how we make progress in computing.

အခြေခံကျကျ ပြောင်းလဲပေးတဲ့၊ ဒီလားရာကို လမ်းလွှဲပေးတဲ့ အဓိက ပြဿနာ ၄ ခုရှိတယ်။

The first is transistor size.

ပထမတစ်ခုက တရန်စစ္စတာ အရွယ်အစားပါ။

Transistors are basically on/off switches,

ထရန်စစ္စတာတွေက အခြေခံအနေနဲ့ အဖွင့်/အပိတ်ခလုတ်တွေဖြစ်ပြီး၊

and these building blocks of digital computing have been shrinking

ဒီဒစ်ဂျစ်တယ် ကွန်ပြူတာတွက်ချက်မှု အခြေခံအုတ်ချပ်တွေက ၁၉၆၀ လွန်နှစ်တွေကတည်းက

since the 1960s.

ကျုံ့လာနေတာပါ။

But recently they’ve gotten so small,

 ဒါပေမဲ့၊ မကြာခင်က ဒါတွေက အလွန်သေးငယ်လာပြီး၊

quantum physics has begun to interfere with their functions.

ကွမ်တမ် ရူပဗေဒက ဒါတွေရဲ့ လုပ်ဆောင်မှုတွေကို စတင်နှောင့်ယှက်လာတယ်။

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

ထရန်စစ္စတာရဲ့ ခလုတ် ဒါမဟုတ် ဂိတ်က ၂၀  နာနိုမီတာထက် နည်းတဲ့အခါ၊

electrons will tunnel along it continuously,

အီလက်ထရွန်က ပြတ်သားတဲ့ အဖွင့်/ပိတ်ခလုတ်ကို မှိန်နေတဲ့

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

ခလုတ်အဖြစ် ပြောင်းရင်း ဒါကို တောက်လျှောက် အဆက်မပြတ် ရွေ့လျားစေတယ်။

The second problem is heat.

ဒုတိယပြဿနာက အပူပါ။

As chipmakers make components smaller and more complex,

ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်သူတွေက အစိတ်အပိုင်းတွေကို ပိုငယ်ပြီး ပိုရှုပ်ထွေးအောင်လုပ်တော့

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

ဒါတွေကြားက စီ’တဲ့ ကြေးနီလိုင်းတွေက ပိုပါးပြီး ပိုရှည်ဖို့ လိုအပ်တယ်။

This increases their electrical resistance and generates high heat

ဒါက ဒါတွေရဲ့ လျှပ်စစ် ခံနိုင်ရည်ကို တိုးစေပြီး ချစ်ပ်တွေရဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်ကို

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

ထိခိုက်စေကာ အလွယ် မပျောက်ကွယ်နိုင်တဲ့ မြင့်မားတဲ့ အပူကို ထုတ်ပေးတယ်။

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

ဒီနေ့ခေတ် ချစ်ပ်ပြားတွေက ကြက်ဥ ပြုတ်လို့ရလောက်အောင် အပူ စီးပြီး

and temperatures are only predicted to increase without new innovations.

တီထွင်ဆန်းသစ်မှုမရှိရင်၊ အပူချိန်တွေသာ တိုးလာမယ်လို့ ခန့်မှန်းရတယ်။

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

ဒီပြဿနာနှစ်ခုစလုံးက ချစ်ပ်လုပ်တာရဲ့ အခြေခံ ရူပဗေဒက ကန့်သတ်ချက်တွေကိုကိုယ်စားပြုပေမဲ့

researchers haven't stopped trying to solve them.

သုတေသီတွေက ဒါတွေကို ဖြေရှင်းဖို့ ကြိုးစားတာမရပ်သေးဘူး။

Unfortunately, their solutions often exacerbate the third major problem:

ကံဆိုးတာက၊ သူတို့ရဲ့ ဖြေရှင်းချက်တွေက တတိယ အဓိက ပြဿနာ၊ ချစ်ထုတ်လုပ်တာရဲ့

chipmaking’s environmental impact.

ပတ်ဝန်းကျင် သက်ရောက်မှုကို ပိုဆိုးစေတတ်တာပါ။

For example, swapping copper lines for ruthenium

ဥပမာ၊ ruthenium အတွက် ကြေးနီလိုင်းတွေကို လဲလှယ်တာက

could help pack transistors more tightly and keep chips smaller—

ထရန်စစ္စတာတွေကို ပိုတင်းတင်း ဖို့သိပ်ပြီး ချစ်ပ်တွေကို ပိုသေးသွားအောင်ကူညီနိုင်ပေမဲ့

but that metal is far scarcer than copper

ဒီသတ္တုက ကြေးနီထက် အဆပေါင်းများစွာ ပိုရှားပြီး

and would require new mining infrastructure.

သတ္တုတူးဖော်တဲ့ အခြေခံအဆောက်အအုံအသစ် လိုအပ်မှာပါ။

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

အလားတူပဲ၊ ဒီခေတ် အသေးဆုံး ထရန်စစ္စတာတွေ ပြုလုပ်ဖို့ လက်ရှိ အသုံးပြုနေတဲ့ နည်းပညာက

requires huge amounts of energy and chemicals

ပတ်ဝန်းကျင်မှာ ပြိုကွဲဖို့ နှစ်ထောင်ချီ ကြာနိုင်တဲ့

called perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances,

perfluoroalkyl နဲ polyfluoroalkyl ဒြပ်တွေက လို့ခေါ်တဲ့  

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

စွမ်းအင်နဲ့ ဓာတုပစ္စည်းတွေ လိုအပ်တယ်။

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

ဒီပထမ ပြဿနာ ၃ ခုကို စီမံတာက နောက်ဆုံးပြဿနာ ဖြစ်စေတယ်၊ကုန်ကျစရိတ်ပါ။  

To keep achieving Moore’s Law,

Moore’s Law ကို ဆက်ဖြစ်မြောက်ဖို့၊

chipmakers have to make individual chip components smaller.

ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်သူတွေဟာ  ချစ်ပ်တစ်ခုစီရဲ့ အစိတ်အပိုင်းတွေကို ပိုသေးအောင်လုပ်ရမယ်။

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

ဒါက ဒေါ်လာ သန်း ၄၀၀ ကုန်ကျတဲ့ စက် ဝင်လာတဲ့ နေရာပါ။

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

ဒီအံ့ဖွယ် ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်တဲ့သိပ္ပံက၊ ပလာစမာ ဖန်တီးဖို့ သံဖြူကို အငွေ့ပြန်စေတဲ့

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

စွမ်းအင်မြင့် လေဆာနဲ့ မဖောက်ခွဲခင်၊ သံဖြူမှုန် စီးကြောင်းတစ်ခုကို

that vaporizes the tin to create plasma.

လေဟာနယ်တစ်ခုထဲကို ပစ်လွှတ်လိုက်တယ်။

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

တစ်ဖန်၊ ပလာစမာက မယုံနိုင်အောင် သေးငယ်တဲ့ ထရန်စစ္စတာတွေ ထုတ်လုပ်ဖို့ သုံးနိုင်တဲ့

that can be used to produce incredibly small transistors.

ခရမ်းလွန်ရောင်ခြည် အလင်းလှိုင်း အလျား ၁၃.၅ နာနိုမီတာကို ထုတ်လွှတ်တယ်။

This remarkable feat of engineering has helped chipmakers

 ဒီထူးခြားတဲ့ အင်ဂျင်နီယာ စွမ်းပကားက ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်သူတွေကို  

keep up with Moore’s Law.

Moore’s Law ကို အမီလိုက်ဖို့ ကူညီခဲ့တယ်။

But as chips keep getting denser,

ဒါပေမဲ့၊ ချစ်ပ်တွေက ပိုသိပ်သည်းလာတော့၊

intricate manufacturing plants keep getting more expensive.

သိမ်မွေ့တဲ့ ကုန်ထုတ် စက်ရုံတွေက ပိုစျေးကြီးလာတယ်။

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

ဒီလားရာက တစ်သမတ်ဖြစ်လွန်းတယ်၊ ဒါက တကယ်တော့ Moore’s Second Law လို့

Moore’s Second Law.

နာမည်ပြောင်ရခဲ့တာပါ။

Obviously, all these trajectories are unsustainable.

ထင်ရှားတာကတော့၊ ဒီလမ်းကြောင်းတွေ အားလုံးက ရေရှည်မတည်တံ့နိုင်ဘူး။

Manufacturing plants can’t keep increasing in price,

ကုန်ထုတ် စက်ရုံတွေက စျေးနှုန်းအရ ဆက်မမြှင့်ပေးနိုင်ဘူး၊

our ecosystems can’t endure endless mining and pollution,

ဂေဟစနစ်တွေက အဆုံးမဲ့ သတ္တုတူးဖော်မှုနဲ့ လေထုညစ်ညမ်းမှုကို တောင့်မခံနိုင်ဘူး၊

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

ရူပဗေဒ နိယာမတွေက မကြာခင် တစ်ချိန်ချိန်မှာ မပြောင်းလဲနိုင်လောက်ဘူး။

Fortunately, Moore's Law is flexible,

ကံကောင်းတာက၊ Moore’s Law က လိုက်လျောညီထွေရှိပြီး

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

ကွန်ပြူတာတွက်ချက်မှု တိုးတက်မှုကို တာဝန်သိသိ ဆက်လုပ်ဖို့

to keep making computing progress responsibly.

ပန်းတိုင်သစ်တွေကို မိတ်မဆက်နိုင်စရာအကြောင်းမရှိဘူး။

Perhaps we could introduce a new Sustainability Law?

Sustainability Law အသစ်ကို မိတ်ဆက်နိုင်လောက်လား။

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

သေးငယ်တဲ့ ထရန်စစ္စတာတွေက အထည်သုံးတာ ပိုနည်းပြီး e-waste အထွက် ပိုနည်းကာ၊

and advancements in electronic-photonic integration

electronic-photonic   ပေါင်းစပ်မှုထဲက တိုးတက်မှုတွေက

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

ချစ်ပ်တွေကို စွမ်းအင်အသုံး ပိုနည်းပြီး အပူထုတ်တာ ပိုနည်းစေနိုင်တယ်။

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

ဒီတော့ ချစ်ပ်တွေကို နှစ်အတော်ကြာကြာတိုင်း နှစ်ဆ ခံနိုင်အောင် လုပ်သင့်သလား။

Whatever the answer is,

အဖြေက ဘာပဲဖြစ်ဖြစ်၊

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

ကျွန်တော်တို့က နိယာမတွေ ဖန်တီးတော့   အနာဂတ်က ကျွန်တော်တို့ရဲ့ ရွေးချယ်မှုလေ။