चिप-चरित्र : ‘मूर्स लॉ’ आणि डिजिटल परिवर्तन

डिजिटल क्षेत्र कसं वाढेल, हे या सिद्धान्तानं सांगितलं. पण या परिवर्तनाच्या रूपरेखेला आकार देण्याचं काम केवळ तेवढयानं होईल?

डिजिटल तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीची दिशा आणि वेगाचं अचूकतेनं भाकीत वर्तवणाऱ्या मूरच्या सिद्धान्ताला (‘मूर्स लॉ’) आता सहा दशकं पूर्ण झाली आहेत. बरोबर एक वर्षांपूर्वी, २४ मार्च २०२३ रोजी मूर्स लॉचे जनक, आधी फेअरचाइल्ड सेमीकंडक्टर आणि नंतर इंटेलचे सहसंस्थापक व चिपनिर्मिती क्षेत्रातील भीष्म पितामह, गॉर्डन मूर हे वयाच्या ९४व्या वर्षी निवर्तले.

सेमीकंडक्टर चिपनिर्मिती क्षेत्राचा खऱ्या अर्थाने पाया रचणाऱ्या संशोधक व तंत्रज्ञांच्या पहिल्या पिढीतले तारे गेल्या दोन- अडीच दशकांत एक एक करून निखळले. सेमीकंडक्टर चिप ज्या कोटयवधी ‘ट्रान्झिस्टर्स’पासून बनलेली असते; तिचा प्रवर्तक विल्यम शॉकली, अनेक ट्रान्सिस्टर्सना एकत्र करून त्यांचं एकात्मिक ‘इंटिग्रेटेड सर्किट’ (आयसी) तयार करणारा जॅक किल्बी, याच ‘आयसी’ला प्रयोगशाळेतून बाहेर काढून त्याला व्यावसायिक वापराच्या क्षमतेचं बनवणारा बॉब नॉईस, मायक्रोप्रोसेसर चिपचं उत्पादन मोठया प्रमाणावर करून त्यात एक व्यावसायिक शिस्त आणणारा अँडी ग्रोव्ह, घाऊक चिपनिर्मितीसाठी अत्यावश्यक असलेल्या ‘फोटोलिथोग्राफी’ तंत्रज्ञानाचा जनक जे लॅथ्रॉप, अशी ही न संपणारी यादी बनवता येईल. 

हेही वाचा >>> अन्वयार्थ : मुंबई क्रिकेटचा रण(जी) विजय!

वर उल्लेखलेली नावं ही बिल गेट्स, स्टिव्ह जॉब्स, मार्क झकरबर्ग, इलॉन मस्क यांच्यासारखी जरी फारशी लोकप्रिय नसली तरीही डिजिटल अर्थव्यवस्थेचा पाया रचण्याचं काम त्यांच्याकडून झालं आहे; याबद्दल कुणाचंही दुमत असणार नाही. लोकप्रियतेच्या बाबतीत या सर्वात गॉर्डन मूर तसे भाग्यवान कारण त्यांच्याच नावानं प्रचलित असलेल्या सिद्धान्तासाठी (‘मूर्स लॉ’) ते सुपरिचित आहेत. १९६५ साली केलेल्या या भाकिताची दखल अगदी आजही संगणक, इलेक्ट्रॉनिक्स वा तत्सम विषयांत शिक्षण घेणाऱ्या किंवा काम करणाऱ्या प्रत्येकाला घ्यावीच लागते.

१९६५ साली अमेरिकेतील त्या काळच्या ख्यातनाम ‘इलेक्ट्रॉनिक्स’ मासिकाला ३५ वर्षे पूर्ण झाली होती. त्याप्रीत्यर्थ मासिकानं गॉर्डन मूरना तेव्हा प्रारंभावस्थेत असलेल्या सेमीकंडक्टर उद्योगाचं पुढील दहा वर्षांचं भविष्य रेखाटायला सांगितलं. तेव्हा मूर हे ‘फेअरचाइल्ड सेमीकंडक्टर’ कंपनीत संशोधन विभागाचे प्रमुख होते, म्हणजे इंटेलचा जन्म व्हायला अजून तीन वर्षे बाकी होती. त्या काळात एकूणच संगणक व इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र बाल्यावस्थेत होतं. विविध विषयांवरचं संशोधन मोठया प्रमाणात होत असलं तरीही एकंदरच या क्षेत्रात असलेल्या अनिश्चिततेमुळे कोणत्याही प्रकारचं भविष्य वर्तवणं हे कर्मकठीण काम होतं. आज आकडेवारीच्या वर्गीकरणासाठी अथवा आलेख काढून अंदाज वर्तवण्यासाठी दिमतीला असलेल्या डिजिटल साधनांचाही पूर्णत: अभाव होता!

सहा वर्षांच्या विश्लेषणातून ‘भविष्य’वेध

अशा परिस्थितीही मूर यांनी आपलं भविष्यकथन केवळ ढोबळमानानं केलेल्या अंदाजावर आधारलेलं नसावं यासाठी मागच्या आठ-दहा वर्षांतल्या इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रातील प्रगतीचा सखोल अभ्यास केला. त्यांना असं आढळून आलं की १९५९ साली केवळ एका ट्रान्झिस्टरनं बनलेल्या इंटिग्रेटेड सर्किटमध्ये (आयसी) १९६५ साल येता येता ६४ ट्रान्झिस्टर्सचा अंतर्भाव झाला होता. थोडक्यात, आयसीमधल्या ट्रान्झिस्टर्सच्या संख्येत दरवर्षी दुपटीनं वाढ होत होती. या क्षेत्रातल्या आपल्या अनुभवाला या निरीक्षणाची साथ देऊन मूर यांनी भाकीत केलं- ‘‘पुढील दहा वर्षांत आयसीमधल्या ट्रान्झिस्टर्सची संख्या दरवर्षी अशीच दुप्पट होत जाईल.’’

मूर यांचं निरीक्षण व त्यावर आधारित केलेलं हे भाकीत, निष्णात भविष्यवेत्त्यालाही लाजवेल इतकं अचूक ठरलं. अगदी ठरलेल्या नियमाबरहुकूम आयसीमधल्या ट्रान्झिस्टर्सची संख्या प्रत्येक वर्षी दुपटीनं वाढत गेली. पुढे १९७५ साली मूर यांनी आपल्या भाकितात थोडी सुधारणा केली. त्यानुसार आता ट्रान्झिस्टर्सची संख्या दरवर्षीऐवजी ‘दर दोन वर्षांनी’ दुपटीनं वाढणार होती, तसंच मायक्रोप्रोसेसर चिपचा आकार व त्याचबरोबर त्यांची किंमत वर्षांगणिक कमी होत जाणार होती. आश्चर्य म्हणजे मूरचं हे भविष्यही सत्यात उतरलं. डिजिटल क्षेत्रात जिथं महिन्यागणिक गोष्टी झपाटयानं बदलत असतात अशा क्षेत्राबद्दलचं केलेलं भाकीत ५० – ६० वर्षे टिकून राहातं, ही बाबच अचंबित करणारी आहे.

‘मूर्स लॉ’ आजच्या डिजिटल परिवर्तनाच्या कालखंडातही आपलं अस्तित्व टिकवून आहे. किंबहुना या क्षेत्रात झपाटयानं होत असलेल्या प्रगतीमागची तांत्रिक व तात्त्विक बैठक ‘मूर्स लॉ’नं घालून दिली आहे असं म्हणणं चुकीचं ठरणार नाही. इथं एक गोष्ट लक्षात घ्यायला हवी की मूर्स लॉ हा न्यूटन, आइन्स्टाइन यांसारख्यांच्या सिद्धान्ताप्रमाणे काही वैज्ञानिक सिद्धान्त किंवा निसर्गनियम नाही. मूर्स लॉ म्हणजे उपलब्ध माहितीचा कल्पकतेनं वापर करून आणि त्याला अनुभवाची जोड देऊन निर्माण केलेलं एक अनुभवजन्य सूत्र आहे.

ते खरं का ठरलं?

या सिद्धान्ताचं डिजिटल परिप्रेक्ष्यात असलेले महत्त्व समजून घेण्यासाठी त्याच्या अंतरंगात शिरावं लागेल. मायक्रोप्रोसेसर चिपवर जेवढी ट्रान्झिस्टर्सची संख्या वाढेल तितकी तिची गणनक्षमता अधिक होत जाते. ‘मूर्स लॉ’ ट्रान्झिस्टर्सची संख्या भूमितीश्रेणीनं वाढण्याचं भाकीत करतो. त्यामुळेच जिथं १९६५ सालच्या सर्वात प्रगत चिपवर केवळ ६४ ट्रान्झिस्टर्स होते तिथं आजच्या सव्‍‌र्हर किंवा सुपरकॉम्प्युटर चालवणाऱ्या चिपमध्ये चक्क काही हजार कोटींपर्यंत ट्रान्झिस्टर्स असतात. ‘मूर्स लॉ’चा आधार घेऊन डिजिटल साधनांच्या गणनक्षमतेत उत्तरोत्तर कशा प्रकारे वाढ होत जाईल याचा अंदाज वर्तवणं म्हणूनच शक्य होतं.

याच्याच जोडीला या चिपचा गणनक्षमतेच्या व्यस्त प्रमाणात छोटा होत गेलेला आकार आणि कमी होत गेलेली किंमत, यामुळे अगदी लहानातल्या लहान आकाराच्या उपकरणाला ‘डिजिटल’ बनवणं शक्य होतं. म्हणूनच आज आपल्या तळहातावर मावणाऱ्या स्मार्टफोनची गणनक्षमता पूर्ण खोलीला व्यापणाऱ्या आयबीएम मेनफ्रेमपेक्षा कैक पटींनी जास्त आहे. आज सर्वज्ञात असलेली ‘इंटरनेट ऑफ थिंग्ज’ (आयओटी) किंवा वस्तुजाल ही संकल्पना प्रत्यक्ष अस्तित्वात येण्यामागे भूमितीश्रेणीनं वृद्धिंगत झालेल्या गणनक्षमतेचा महत्त्वाचा वाटा आहे आणि ही वाढ मूर्स लॉने आखून दिलेल्या नियमाबरहुकूम झाली आहे.

तीन ‘सी’

मात्र डिजिटल परिवर्तनाची कारणमीमांसा आणि त्याच्या भविष्यातल्या रूपरेखेला आकार देण्याचं कार्य केवळ मूर्स लॉनं होऊ शकेल असं म्हणणं धाडसाचं ठरेल. डिजिटल परिवर्तनाचे तीन आधारस्तंभ आहेत, ज्यांना ‘थ्री सीज’ असंही म्हटलं जातं. मूर्स लॉ त्यातील एका ‘सी’ची (गणनक्षमता किंवा कॉम्प्युट) कारणमीमांसा स्पष्ट करून तिच्या वाढीचं भाकीत करतो. पण आज आपण ज्या डिजिटल जगात वावरत आहोत त्याच्या अस्तित्वासाठी केवळ गणनक्षमतेतली वाढ पुरेशी नाही.

मेटकाफ लॉ, बॅण्डविड्थ लॉ

डिजिटल परिवर्तनाला साहाय्यभूत ठरणारा दुसरा ‘सी’ हा माणसं एकमेकांशी डिजिटल पद्धतीने सहजतेने जोडल्या जाण्याच्या क्षमतेचा, अर्थात ‘कनेक्ट’ हा आहे. दोन अथवा अधिक संगणकांना एकाच नेटवर्कवर एकमेकांशी जोडण्यासाठी लागणाऱ्या ‘ईथरनेट’ तंत्रज्ञानाचा प्रवर्तक रॉबर्ट मेटकाफचं याबाबतीतलं विधान प्रसिद्ध आहे – ‘एखाद्या नेटवर्कचं मूल्य हे त्या नेटवर्कमध्ये असलेल्या वापरकर्त्यांच्या संख्येचा वर्ग इतकं असतं.’ – यालाच ‘मेटकाफ लॉ’ असेही म्हणतात. मेटकाफनं हे विधान दूरसंचार क्षेत्रासाठी जरी केलेलं असलं तरीही आज ते समाजमाध्यमांनादेखील चपखल लागू पडतं. कोणत्याही समाजमाध्यमी मंचाच्या वापरकर्त्यांसाठी त्या मंचाचं मूल्य त्यात अधिकाधिक वापरकर्ते जोडले जाण्यानं कैकपटींनी वाढतं.

आजच्या डिजिटल अर्थव्यवस्थेला आकार देणारा तिसरा ‘सी’ हा ‘क्लाऊड’चा आहे. गणनक्षमतेप्रमाणेच इंटरनेटच्या वेगात (ज्याला बॅण्डविड्थ असं संबोधतात) भूमितीश्रेणीनं होणारी वाढ ही डिजिटल उपकरणं एकमेकांशी कार्यक्षम पद्धतीनं जोडण्यासाठी आणि सर्व प्रकारची विदा स्थानिक पातळीवर न ठेवता ‘क्लाऊड’वर ठेवण्याला कारणीभूत ठरली आहे. जॉर्ज गिल्डर या अमेरिकी अर्थतज्ज्ञानं इंटरनेटचा वेग कशा प्रकारे वाढत जाईल याचं भाकीत केलं, ज्याला ‘बॅण्डविड्थ लॉ’ असं म्हटलं जातं. त्यानुसार इंटरनेट तसेच डिजिटल पद्धतीनं होणाऱ्या दळणवळणाचा वेग दर सहा महिन्यांनी दुपटीनं वाढेल. म्हणजेच गणनक्षमता ज्या वेगानं वाढेल त्याच्या जवळपास तीन ते चार पटीनं इंटरनेटची कार्यक्षमता व वेग वाढेल असं भाकीत ‘बॅण्डविड्थ लॉ’ करतो. म्हणूनच मागच्या केवळ एका दशकात विनावाहक (वायफाय) स्वरूपात उपलब्ध असणाऱ्या इंटरनेटच्या क्षमतेत (आणि वेगात) जवळपास ५०० पटींनी वाढ झाली. भविष्यात येऊ घातलेलं ५जी, ६जी सारखं तंत्रज्ञान इंटरनेटच्या वेगाचा आलेख असाच चढा ठेवेल यात तिळमात्र शंका नाही.     

असो. आपलं चिपनिर्मितीचं तंत्रज्ञान ‘मूर्स लॉ’बरहुकूम अद्ययावत ठेवण्याचं काम काटेकोरपणे करण्याचा मान अर्थातच इंटेलला जातो, ज्याचा आढावा पुढील लेखात घेऊया.

‘चिप’-उद्योगात कार्यरत असलेले तज्ज्ञ

amrutaunshu@gmail.com

गॉर्डन मूर