Định luật Moore không chỉ cho vi xử lý

(PCWorldVN) Pixar, studio làm phim hoạt hình nổi tiếng, đã áp dụng định luật Moore để ghi tên mình vào sách kỷ lục là studio sản xuất phim hoạt hình đầu tiên hoàn toàn dựng bằng máy tính: Toy Story.

• Định luật Moore sẽ sụp đổ trong 10 năm tới
• Định luật Moore sẽ đi về đâu
• Củng cố vị thế định luật Moore
• Định luật Moore tiếp tục...
• Định luật Moore không còn quan trọng trong thời đại IoT

Định luật Moore từng được xem như lời tiên tri hiệu nghiệm trong ngành vi xử lý. Định luật này đúng đến nửa thế kỷ cho dù có nhiều quan sát cho rằng nó không thể đúng mãi được. Trong khi đó, chính tác giả của định luật này, ông Gordon Moore, cũng chỉ ước đoán tính chính xác của nó kéo dài khoảng 1 thập kỷ mà thôi.

Cụ thể, định luật Moore cho rằng mật độ bóng bán dẫn có trên một mạch tích hợp sẽ tăng gấp đôi sau mỗi 18 tháng. Thực tế, ban đầu ông cho là 12 tháng, sau đó lại điều chỉnh lại thành 24 tháng, cuối cùng là con số trung bình 18 tháng. Nhưng dựa trên định luật Moore, nhiều thứ phát triển lại áp dụng theo tốc độ phát triển này, chứ không riêng gì ngành vi mạch bán dẫn.

Vậy nên tại sao ta lại phải quan tâm đến quá trình phát triển của vi xử lý làm gì, vì chỉ cần biết vi xử lý đến một thời điểm nào đó sẽ đạt khả năng nào đó là đủ? Vì đơn giản, chúng ta biết định luật Moore là gì và nó vận hành ra sao, nhưng không nhiều người biết được tại sao nó tồn tại.

Pixar là ví dụ tiêu biểu cho cách ứng dụng định luật Moore ngoài ngành công nghiệp vi xử lý.

Bởi vì các nhà phát minh, những người đưa ra ý tưởng và kỹ sư, bất kể bạn gọi họ là gì, đều đến cùng một cấp độ trước khi họ có thể tưởng tượng ra một cái gì đó cao hơn tiếp theo... và rồi tạo ra nó. Đó là cách mà Pixar và bộ phim Toy Story đầu tiên của họ ra đời, là bộ phim hoạt hình đầu tiên dựng bằng máy tính có thời lượng bằng như một bộ phim do diễn viên đóng.

Bí mật của định luật Moore không chỉ nằm ở chiều kích về kỹ thuật mà ta thường nghĩ. Dĩ nhiên, ý tưởng này gói gọn ở lĩnh vực điện toán nhưng ý tưởng điện toán một mình vẫn chưa đủ để đưa chúng ta tới một cái gì đó mang tính đột phá. Ed Catmull cùng Alvy Ray Smith, đồng sáng lập Pixar, đã áp dụng định luật này để hướng tới tương lai và đưa ra những quyết định kinh doanh quan trọng qua nhiều năm họ chờ đợi ngành hoạt hình dựa trên máy tính mà họ mường tượng ra trở thành hiện thực.

Cả hai "ông chủ" và đội ngũ dựng phim Pixar "thai nghén" ý tưởng dựng ra một bộ phim hoàn toàn trên máy tính đầu tiên từ cách nay gần 4 thập kỷ. Mất đến 20 năm họ chỉ mơ đến Toy Story mà thôi, nhưng chính định luật Moore đã cho họ tự tin biến giấc mơ ấy thành hiện thực trong suốt 2 thập kỷ tiếp theo.

Pixar dời studio đến Long Island, Mỹ, gần với Viện Công nghệ New York. Đó cũng là cái nôi của các nhân vật hoạt hình và những bộ óc đồ họa máy tính, những bộ óc muốn hòa trộn giữa công nghệ máy tính và nghệ thuật, mà sau này là trái tim của Pixar.

Vào cuối thập niên 1970, một họa sỹ Pixar tên là Lance Williams đề xuất một câu truyện hoạt hình máy tính với nhân vật chính là một con robot tên là ipso facto. Nhưng lúc ấy, hai ông chủ Pixar gạt đề xuất ấy qua một bên vì khi tính đi tính lại: với năng lực tính toán của máy tính lúc ấy, họ phải chi đến hàng tỷ USD và nhiều năm trời thì mới mong dựng được bộ phim hoàn toàn bằng số.

Rồi Pixar áp dụng định luật Moore để dự đoán thời gian thực sự để có thể bắt tay vào làm Toy Story. Họ biết mình chưa đủ mạnh để dựng được những chi tiết nhân vật cho thật bắt mắt nhưng họ hiểu rằng đó chỉ là vấn đề thời gian mà thôi.

Khi Pixar dời trụ sở đến California và thành một bộ phận của Lucasfilm, Pixar một lần nữa tập trung vào phim hoạt hình dựa trên máy tính vào giữa những năm 1980. Lần ấy họ dựng một nhân vật là con khỉ đại tài nhưng mất vỏ não phía trước đầu. Họ có nguồn tài trợ, có cốt truyện lôi cuốn và có cả khảo sát thị trường. Pixar bắt đầu thử nghiệm dựng cảnh bằng máy tính.

Nhưng lúc ấy, họ lại tiếp tục nhận ra rằng máy tính vẫn còn quá chậm. Chi phí sản xuất quá cao và thời gian dựng hình quá lâu. Pixar đành phải hoãn lại. Lần ấy, họ có thêm được nhiều kinh nghiệm và đầy đủ chi tiết hơn để áp dụng luật Moore thêm lần nữa. Và rồi, Pixar chờ thêm 5 năm nữa mới bắt tay vào làm bộ phim đầu tiên. Đó chính là thời điểm họ dựng Toy Story.

Định luật Moore cho thấy công ty khởi nghiệp Pixar phải đánh đổi bằng thời gian, là họ đã tạo dựng phần cứng thay vì dựng phim.

Pixar hiểu rõ định luật Moore là gì và nó vận hành thế nào, nhưng không phải ai cũng biết được tại sao nó tồn tại. Có những rào cản vật chất đối với cải tiến công nghệ (như không rót tiền vào R&D thì chúng ta khó đạt được tiến bộ đột phá về công nghệ). Nhưng không có rào cản vật chất nào đối với việc nhận thức từng chút một: một chút xuất hiện hay biến mất của một thứ gì đó, như là điện thế chẳng hạn, nghĩa là "cái chút" đó có thể nhỏ hơn nữa. Vì vậy, đó là nơi định luật Moore tồn tại và định luật này phản ánh được biên độ xa nhất của một đột phá công nghệ mà con người có thể vươn tới được.

Điều trên nghe khó hiểu. Nhưng nó giống như quá trình tiến hóa của vật sống nào đó. Những thay đổi rất nhỏ có thể tác động cực lớn trong một loài, thậm chí khác loài. Nhưng vật sống ở từng giai đoạn phát triển phải tự tồn tại được. Không thể nói đó là một bước nhảy trực tiếp từ một con vi khuẩn lên thành một đứa trẻ sơ sinh. Tuy vậy, ngược lại với thuyết tiến hóa của Darwin, định luật Moore thay đổi một cách có đích đến: hướng đến rẻ hơn, lớn hơn, dày hơn và nhanh hơn.

Pixar thiết lập theo từng bước để thấy nó thực sự hoạt động như thế nào, sau đó có thêm động lực, cơ sở dữ kiện và am tường công nghệ để tiến lên bước tiếp theo.

Và Pixar cũng nhận ra rằng theo đuổi định luật Moore cũng cần đến tài chính thì mới có thể đạt đến bước tiếp theo của hành trình. Tài chính cũng cho Pixar thấy được biên độ mà họ có thể với tới được.

Điều mà có thể khiến chúng ta đặt câu hỏi về định luật Moore là nếu biết trước từ bậc 1 đến bậc 10 sẽ bước qua 8 bậc ở giữa, thì tại sao ta không đợi đến bước 10 rồi đầu tư luôn 1 lần? Tại sao Pixar không đợi đến năm 2010 sắm luôn hệ thống thật mạnh, bỏ qua hẳn những năm khoảng giữa ấy nếu chúng ta biết rằng máy tính năm 1965 chậm hơn đến hàng tỷ lần so với máy tính năm 2010?

Đó là bởi vì Pixar không thể tưởng tượng được máy tính 2010 sẽ như thế nào khi họ ở thời điểm năm 1965.

Đó là lý do tại sao nên diễn tả định luật Moore theo cường độ sẽ phù hợp hơn theo cấp hệ số toán học. Hệ số toán học đơn thuần chỉ là toán học, mức cường độ còn ngụ ý đến thách thức trí tuệ. Pixar sử dụng "mức cường độ" để chỉ một bước thay đổi lớn: cần các quy trình mới, nếp nghĩ mới và quan điểm hoàn toàn khác. Đó không chỉ đơn giản là nhiều hơn, mà nó mang lại khác biệt.