Mühendislik ve Teknoloji

Üstel Büyümenin Gücü: Moore Yasası Ve Matematiğin Geleceği

iPhone’ların, Twitter’ın, Netflix’in ve modern tıbbi teşhislerin ortak noktası nedir? Cevap hepsinin Moore Yasası ile mümkün olmasıdır.

Üstel Büyümenin Gücü: Moore Yasası Ve Matematiğin Geleceği

Üstel büyüme insan beyni tarafından kavranması zor bir kavramdır. Buna basit bir örnek verelim. Bir göletin üzerinde bulunan küçük bir nilüfer yaprağının her gün kendisinin iki katı boyuta ulaştığını düşünün. Bu nilüfer 29. günde göletin yarısını kaplamış olsun. Göletin tamamını kapladığı zaman içinde yaşayan tüm canlılar ölecektir. Peki bu canlıların kurtulmak için kaç günü var? Diğer bir deyişle nilüfer hangi gün göletin tamamını kaplar?

Cevap 30. gün olacaktır. Nilüfer neredeyse fark edilmeyecek bir hızla büyümeye başlar. Yirminci gün geldiğinde, göletin yüzde birinin onda biri kadar yer kaplıyordur. Beş gün sonra, yüzde üçe ulaşır. Sonra bir anda, yirmi dokuzuncu günde nilüfer göletin yarısını kaplar. O an geldiğinde ise, herkesi kurtaracak çok az zaman kalmıştır. Gölet hikayesinden çıkarılacak ders, üstel büyümenin doğasının doğrusal düşünce yapımızla uyumlu olmamasıdır.

Şimdi nilüfer yaprağı yerine teknolojiyi düşünelim. Çünkü bilgisayar bazlı teknolojiler de, tamamen üstel bir büyüme ile gelişimini sürdürüyor. Başka bir deyişle, bu teknolojiler sadece toplamanın gücünden değil, çarpmanın gücünden yararlanıyor. Bu da bizi Moore Yasasına getiriyor.

Moore Yasası Nedir?

Moore Yasası, Intel’in kurucusu Gordon Moore’un 1965 tarihli çığır açıcı bir makalesinden, entegre bir devrede bir inç başına ( 2,54 santimetre) düşen transistor sayısının sonraki her yıl ikiye katlanacağı yönündeki tahmininden geliyor.

Üstel Büyümenin Gücü: Moore Yasası Ve Matematiğin Geleceği
Bilgisayarların kalbi sayılan mikroçiplerin yapımcılarından biri olan ve Intel’i kuran Gordon Moore, odalar büyüklüğündeki “elektronik beyinleri” avucumuza sığan cihazlar haline getiren mucizevi isimdi.

Kendisi bu makalesinde bir çip üzerindeki transistör sayısının iki yılda bir ikiye katlandığını ve bunun devam edeceğini öngörmüştü. Caltech profesörü Carver Mead ise bunu”Moore Yasası ” olarak isimlendirdi. ( Moore başlangıçta kendi adını taşıyan “yasasından” utanmıştı. Bunun bir nedeni de, bunun fizik yasası anlamında bir yasa olmaması, bunun yerine yalnızca bir gözlem olması idi. )

Başka bir lntel yöneticisi olan David House bilgisayarların on sekjz ayda bir “iki kat hızlanacağını” ileri sürdü. Bu oran yarım yüzyıl sonra yirmi ayda bir iki kat hızlanma şeklinde güncellenecekti.

Bilgisayarlar Sonsuza Kadar Hızlanabilir mi? Moore Yasası Hayır Diyor
İlk bilgisayarlar neredeyse bir oda büyüklüğündeydi. Bileşenler küçüldükçe, daha yoğun, daha hızlı ve daha ucuz hale geldi. Bunun sonucunda da bilgisayarlar ve cep telefonları olmak üzere birçok ürün ve hizmetin gücünü arttı. Aynı zamanda da maliyetleri azaldı. Sonuç elektronikte bir devrim oldu.

Moore Yasası’nın dile getirilişinden bu yana yasanın çökmek üzere olduğu iddiaları her on yılda bir gündeme geldi. Ancak bugüne kadar haklı çıkan olmadı. 2000 yılında bilgisayarlar 1965’e göre iki milyon kat daha güçlüydü. 2020’de ise bu rakam yedi milyarı aştı.

Moore Yasasına ve kuantum mekaniğinin sınırlarına göre, bazıları kabaca 70 yıl içinde en yüksek işlem gücüne ulaşacağımızı tahmin ediyor. Bununla birlikte, bazıları Moore Yasasının 15 yıl gibi kısa bir sürede çökmeye başlayacağını söylüyor.

Yukarıdaki görselde gördüğünüz Intel’in 1971’de ürettiği ilk ticari mikroçipi olan Intel 4004. Bu mikroçip her biri 10 mikron kalınlığındaki 2.300 çipten oluşuyordu. Günümüzde üretilen çipler 5 nanometre boyunda. Bir başka ifadeyle, bir saç telinden 20.000 kat daha küçük.

Moore Yasası bilime bir armağandır

Moore, “Hiçbir fiziksel nicelik sonsuza dek katlanarak değişmeye devam edemez” demişti. Ama bunun doğru olup olmadığını ekonominin itici gücü gösterecek. Ancak öte yandan günümüzde biyoteknolojiden robotbilimlerine kadar çok geniş bir spektrumda karşılaşabileceğimiz tüm bilimsel keşifler, Moore Yasası ve sonuçları ile yönetilmeye devam ediyor.

Mikroçiplerdeki transistor sayısı her yıl gerçekten de iki katına çıktı.

Bilgi teknolojileri; performans, kapasite ve bant genişliğinde üstel büyümeye devam ederse, inanılmaz şeyler gerçek olur. Bunun bir örneği bugün yüz milyonlarca insanın cebinde taşıdığı bir iPhone telefondur.

Bugünkü iPhone’da, NASA’ nın kırk yıl önce aya iniş gerçekleştiren Apollo 11 uzay aracı için gerekenden daha fazla işlemci gücü bulunmaktadır. Günümüzdeki herhangi bir modern akıllı telefonu, 1970’lerdeki süper bilgisayarlardan bir milyon kat daha ucuzken, bin kat da daha hızlı çalışıyor.

Moore Yasası bilim ve matematik araştırmaları için büyük bir nimet olmuştur. Çünkü bu sayede modern laboratuvarlar, her geçen yıl daha güçlü ve daha ucuz hale gelen yüksek teknoloji ölçüm ve analiz cihazlarıyla dolmuştur.

Bu ortamlardaki bulunan bilgisayarlar süpernova simülasyonundan protein katlanmasına, ürün tasarımından kozmostan gelen mikrodalga arka plan radyasyonunun işlenmesine kadar çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.

pi sayısı

1963 yılında pi sayısını 100.000 basamağa kadar hesaplayan Daniel Shanks, bir milyar basamağı hesaplamanın “sonsuza kadar imkansız” olacağını ilan etmişti. Ancak bu seviyeye 1989 yılında ulaşıldı. 1989 yılında, ünlü İngiliz fizikçi Roger Penrose , en çok satan kitabı The Emperor’s New Mind’ın ilk baskısında, insanlığın pi sayısının ondalık açılımında art arda on yedili bir dizinin bulunup bulunmadığını muhtemelen asla bilemeyeceğini ilan etti. Yine de bu, sadece sekiz yıl sonra, 1997’de bulunacaktı.

2021 yılında 108 gün ve 9 saat süren bir çalışmanın ardından İsviçreli bilim insanları Pi sayısının 62.8 trilyon basamağını süper bilgisayar yardımı ile hesapladı. Günümüzde süper bilgisayarlar matematikçiler tarafından kesinlikle pi sayısının basamaklarını hesaplamak ve analiz etmekten daha fazlası için kullanılıyor.

Peki Gelecek Ne Getirecek?

Bilgisayar işlemci gücü ve yeteneklerindeki üstel artış düşünüldüğünde, çok yakın bir gelecekte bilgisayarların kat kat daha fazla kapasiteye sahip olacağı su götürmez bir gerçek. Moore Yasası sadece iki veya üç on yıl daha devam ederse, telefonumuz zeka bakımından insan beynini aşacaktır. Muhtemelen bugüne, şu anda 1960’lara baktığımız aynı teknolojik küçümsemeyle bakacağız.

Kimi düşünürler için bu bir sorundur. Ancak öte yandan bilimsel bilginin üstel bir oranda artması umut vadeden bir gelecek olma potansiyeline de sahiptir. Ne olup bittiğini biraz da zaman gösterecek.


Kaynaklar ve İleri Okumalar:

  • Waldrop, M.. (2016). The chips are down for Moore’s law. Nature News. 530. 144. 10.1038/530144a.
  • Moore’s Law is 50 years old but will it continue?. Yayınlanma tarihi: 20 Temmuz 2015. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Moore’s Law is 50 years old but will it continue?

Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.

Matematiksel

Batuhan Erdik

Grafik tasarımcısı ve bilgisayar meraklısı...

İlgili Yazılar

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir