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우리의 기술적인 힘이 주기적으로 배가된다는 주장처럼 자주 나타나는 주장은, 이런 배증 현상이 끝난다는 것이다. 그렇다. 물론 무어의 법칙은 끝난다. 트랜지스터가 작아지는 데에는 물리적인 한계가 있다. 그러나 무어의 법칙이 우리 기술력이 지속적으로 배증한다는 말과 동의어라고 잘못 생각하는 사람들이 있다. 한 기술이 개선되기를 멈추면 우리는 그 기술을 더 나은 기술로 대체한다. 진공관을 더 작게 만들 수 없게 되자 우리는 그 대신 트랜지스터를 썼고 그다음엔 전자가 이차원 평면에서 움직이는 집적회로로 바꿨다. 이 기술이 한계에 다다르면 우리가 시도할 수 있는 대안은 많다.

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다음에 크게 흥행할 계산 기질이 무엇일지 아무도 모르지만, 우리는 현재 물리 법칙의 한계에 가깝게 다가서지 않았음은 안다. 내 MIT 동료 세스 로이드는 이 근본적인 한계가 어느 정도일지 연구했는데, 그것은 현재 최신 계산 능력의 무려 10의 33제곱(10^33)에 해당할 것이라고 예상했다. 따라서 우리가 앞으로도 컴퓨터의 계산력을 2년마다 배가한다고 하더라도 최종 한계에 이르는 데에는 2세기가 걸릴 것이다.

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더 나은 컴퓨터 개발

에너지 효율이라는 측면에서 사람이 음식을 섭취하는 활동은 가능한 물리적 한계와 비교해 100억 분의 1에 불과하다. 그렇다면 오늘날의 컴퓨터의 효율은 어느 정도일까? 사람보다도 못하다. 이 점을 살펴보자. 세스 로이드는 유명한 2000년 논문에서 컴퓨터 스피드는 에너지에 의해 제약됨을 보여줬다. 기본적인 논리 연산을 하는 시간 T와 여기에 드는 에너지 E는 다음 관계에 있다. E=h/4T. 여기서 h는 플랭크 상수라는 기본적인 물리 수치이다. 이 공식은 에너지가 많이 투입될수록 시간이 줄어듦을 보여준다. 이 공식으로부터 1킬로그램의 컴퓨터는 초당 최고 5*10^50번 연산을 수행할 수 있다는 계산이 나온다. 이는 내가 지금 이 단어를 쓰는 컴퓨터와 비교해 단위가 36자리나 월등한 수준이다. 그는 또 같은 무게의 컴퓨터는 최고 10^31비트를 저장할 수 있음을 보여줬는데, 이는 내 랩톱 용량에 10억 배를 10억 번 곱한 규모에 해당한다.



세스는 실제로 이 한계에 도달하는 일이 간단치 않을 수 있고, 사정은 초지능 생물에게도 그리 다르지 않으리라는 걸 인정했다. 그 컴퓨터의 저장장치가 원자핵융합 폭발이나 작은 빅뱅을 일으킬 것이기 때문이다. 그러나 그는 낙관적이어서 현실적인 한계와 궁극적인 한계의 격차가 그리 크지 않으리라고 본다. 사실 현재의 양자 컴퓨터 원형은 이미 원자 하나에 1비트를 저장함으로써 저장장치의 크기를 극소로 줄였고, 이 기술의 규모를 키우면 저장장치 1킬로그램당 10^25 비트를 담을 수 있다. 이는 내 랩톱의 1조 배나 된다. 게다가 원자 간 커뮤니케이션이 전자기 복사를 활용하면 초당 5*10^40번 연산이 가능해진다. 자릿수가 내 CPU에 비해 31개나 위인 것이다.

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얼마나 계산할 수 있나?

지금까지 다룬 내용을 종합하면, 발전소와 컴퓨터가 극대 효율을 달성하면 초지능 생명은 믿기 어려울 정도의 계산을 수행할 수 있게 된다는 내용이다. 당신의 13와트 뇌에 100년 동안 공급하는 에너지는 물질로 환산하면 약 0.5그램이다. 설탕 알갱이 하나보다 적은 양이다. 세스 로이드는 뇌가 1,000조 배 더 효율적으로 작동하게 할 수 있다고 제안한다. 그렇게 되면 설탕 알갱이 하나로 현재 인간의 수십억 배는 물론이요, 그동안의 모든 인간을 시뮬레이션한 존재에 에너지를 공급할 수 있다.





-맥스 테그마크,『라이프 3.0』,물질이 지능을 갖게 되다 中