『クラウドネイティブJavaの最適化 第2版』

第7章. ハードウェアとオペレーティングシステム

この作品はAIを使って翻訳されている。ご意見、ご感想をお待ちしている：[e-mail]

なぜJava開発者はハードウェアを気にしなければならないのか？

長年にわたり、コンピューター業界 は、ムーアの法則 によって動いてきた。ムーアの法則とは、インテル創業者のゴードン・ムーアが立てた、プロセッサー能力の長期的傾向に関する仮説である。この法則（実際には、観察または外挿）は、さまざまな方法でフレーム化することができるが、最も一般的なもののひとつは、次のようなものである：

大量生産されるチップのトランジスタ数は、およそ18カ月ごとに倍増する。

ムーアの法則（非公式）

この現象は、時間の経過とともにコンピュータの能力が指数関数的に向上することを表している。 元々は1965年に引用されたもので、計算の歴史において他に類を見ない驚異的な長期的傾向を示している。 ムーアの法則の効果は、現代世界の（ほとんどではないにせよ）多くの分野で変革をもたらした。 ムーアの法則の死は、もう何十年も繰り返し宣言されてきた。 しかし、実用上、チップ技術におけるこの驚異的な進歩が（ついに）終焉を迎えたと考えるには、非常に正当な理由がある ：

トランジスタが小さくなるには限界があり、最終的には、より永続的な物理法則が邪魔をするようになる。すでにトランジスタは原子性スケールで測定することができ、市販されている最小のものは幅わずか3ナノメートルで、人間のDNAの鎖（2.5ナノメートル）よりかろうじて広い程度だ。より小さくする余地はまだあるが（2021年、IBMは2ナノメートルのチップの作成に成功したと発表した）、その進歩は法外なコストと時間を要するようになり、確実な向上が疑問視されている。また、少なくとも現在の物質物理学の理解では、ワイヤーを原子性より細くすることはできないという物理的限界も残っている。

オードリー・ウッズ「ムーアの法則の死：ムーアの法則の死：その意味と今後のギャップを埋めるものは何か？

ハードウェアは、現代のコンピューターで利用可能な「トランジスタ・バジェット」を有効に活用するために、ますます複雑になっている。 そのハードウェア上で動作するソフトウェア・プラットフォームも、新しい機能を利用するために複雑さを増している。 より多くの馬力を利用できるようになったが、エンジニアはそれを利用するためにソフトウェアでより多くの作業をしなければならないため、提供される性能はこのオーバーヘッドによって低下している。

今やソフトウェア・アプリケーションは、グローバル社会の（ほぼ）あらゆる側面に浸透している。 そしてそのソフトウェアは、アプリケーション開発者が利用可能な性能を活用するにつれて、ますます複雑になっている。

別の言い方をすれば、 ：

ソフトウェアは世界を食っている。

マーク・アンドリーセン

これから説明するように、Javaはコンピュータの能力向上の恩恵を受けてきた。 言語とランタイムの設計は、前の章で説明したように、このプロセッサ能力の傾向をうまく利用するのに適している（あるいは幸運である）。 しかし、真に性能を重視するJavaプログラマは、利用可能なリソースを最大限に利用するために、プラットフォームを支える原理と技術を理解する必要がある。

後の章で説明するように、クラウド・ネイティブ・アプリケーションの開発によってパフォーマンスの状況が多少変化しているため、これは特に適切である。 ...