Spis treści
- Jakie jest prawo Moore'a?
- Zrozumienie prawa Moore'a
- tło
- Od przewidywania do truizmu
- Prawo Moore'a w akcji: Ty i ja
- Prawie 60 lat; Wciąż silny
- Zbliżający się koniec prawa Moore'a
- Połączony, wzmocniony na zawsze?
- Tworzenie niemożliwego?
Jakie jest prawo Moore'a?
Prawo Moore'a odnosi się do poglądu Moore'a, że liczba tranzystorów na mikroczipie podwaja się co dwa lata, choć koszt komputerów spada o połowę. Prawo Moore'a stwierdza, że możemy spodziewać się, że prędkość i możliwości naszych komputerów będą rosły co kilka lat, a my za nie zapłacimy mniej. Kolejna zasada Prawa Moore'a twierdzi, że wzrost ten ma charakter wykładniczy.
Zrozumienie prawa Moore'a
W 1965 r. Gordon E. Moore - współzałożyciel firmy Intel (NASDAQ: INTC) - postulował, że liczba tranzystorów, które można upakować w danej jednostce kosmicznej, podwoi się co dwa lata. Dziś jednak podwojenie liczby zainstalowanych tranzystorów na krzemowych układach następuje co 18 miesięcy, a nie co dwa lata.
tło
Gordon Moore nie nazwał swojej obserwacji „prawem Moore'a”, ani też nie postanowił stworzyć „prawa”. Moore wydał to oświadczenie, zauważając pojawiające się trendy w produkcji układów w firmie Intel. W końcu wgląd Moore'a stał się przepowiednią, która z kolei stała się złotą regułą znaną jako Prawo Moore'a.
Od przewidywania do truizmu
W dziesięcioleciach, które nastąpiły po pierwotnej obserwacji Gordona Moore'a, prawo Moore'a kierowało branżą półprzewodników w długoterminowym planowaniu i ustalaniu celów badań i rozwoju (R&D). Prawo Moore'a było siłą napędową zmian technologicznych i społecznych, produktywności i wzrostu gospodarczego, które są cechami charakterystycznymi przełomu XX i XXI wieku.
Prawo Moore'a sugeruje, że komputery, maszyny działające na komputerach i moc obliczeniowa stają się z czasem mniejsze, szybsze i tańsze, ponieważ tranzystory w układach scalonych stają się bardziej wydajne.
Prawo Moore'a w akcji: Ty i ja
Być może doświadczyłeś (tak jak ja) potrzeby zakupu nowego komputera lub telefonu częściej niż chciałeś - powiedzmy co dwa do czterech lat - albo dlatego, że był zbyt wolny, nie uruchamiał nowej aplikacji lub inne powody. Jest to zjawisko prawa Moore'a, które wszyscy znamy całkiem dobrze.
Prawie 60 lat; Wciąż silny
Ponad 50 lat później odczuwamy trwały wpływ i korzyści wynikające z prawa Moore'a na wiele sposobów.
Przetwarzanie danych
Ponieważ tranzystory w układach scalonych stają się bardziej wydajne, komputery stają się mniejsze i szybsze. Układy scalone i tranzystory są mikroskopijnymi strukturami zawierającymi cząsteczki węgla i krzemu, które są idealnie dopasowane, aby szybciej przesyłać prąd wzdłuż obwodu. Im szybciej mikroczip przetwarza sygnały elektryczne, tym bardziej wydajny staje się komputer. Koszt komputerów o większej mocy spada o około 30% rocznie z powodu niższych kosztów pracy.
Elektronika
Praktycznie każdy aspekt społeczeństwa high-tech korzysta z prawa Moore'a w działaniu. Urządzenia mobilne, takie jak smartfony i tablety komputerowe, nie działałyby bez małych procesorów; podobnie jak gry wideo, arkusze kalkulacyjne, dokładne prognozy pogody i globalne systemy pozycjonowania (GPS).
Korzyści dla wszystkich sektorów
Co więcej, mniejsze i szybsze komputery usprawniają transport, opiekę zdrowotną, edukację i produkcję energii - aby wymienić tylko kilka branż, które rozwinęły się z powodu zwiększonej mocy układów komputerowych.
- Prawo Moore'a stwierdza, że liczba tranzystorów na mikroczipie podwaja się co dwa lata, choć koszt komputerów spada o połowę. W 1965 r. Gordon E. Moore, współzałożyciel Intela, dokonał tej obserwacji, która stała się prawem Moore'a. Prawa Moore'a mówi, że wzrost mikroprocesorów jest wykładniczy.
Zbliżający się koniec prawa Moore'a
Eksperci zgadzają się, że komputery powinny osiągnąć fizyczne granice prawa Moore'a w pewnym momencie w latach dwudziestych. Wysokie temperatury tranzystorów ostatecznie uniemożliwiłyby tworzenie mniejszych obwodów. Jest tak, ponieważ ochłodzenie tranzystorów wymaga więcej energii niż ilość energii, która już przechodzi przez tranzystory. W wywiadzie z 2005 r. Sam Moore przyznał, że jego prawo „nie może trwać wiecznie. Taka jest natura funkcji wykładniczych - powiedział - w końcu uderzyły w ścianę.
Połączony, wzmocniony na zawsze?
Wizja nieskończenie wzmocnionej i połączonej przyszłości przynosi zarówno wyzwania, jak i korzyści. Kurczące się tranzystory napędzają postępy w komputerach od ponad pół wieku, ale wkrótce inżynierowie i naukowcy muszą znaleźć inne sposoby na zwiększenie możliwości komputerów. Zamiast procesów fizycznych aplikacje i oprogramowanie mogą poprawić szybkość i wydajność komputerów. Przetwarzanie w chmurze, komunikacja bezprzewodowa, Internet przedmiotów (IoT) i fizyka kwantowa mogą odegrać ważną rolę w przyszłości innowacji w dziedzinie technologii komputerowych.
Pomimo rosnących obaw związanych z prywatnością i bezpieczeństwem, zalety coraz inteligentniejszej technologii komputerowej mogą pomóc nam w utrzymaniu zdrowia, bezpieczeństwa i produktywności w dłuższej perspektywie.
Tworzenie niemożliwego?
Być może idea prawa Moore'a zbliżająca się do jego naturalnej śmierci jest najbardziej boleśnie obecna u samych producentów chipów; ponieważ firmy te są obciążone zadaniem budowania coraz potężniejszych układów scalonych wbrew rzeczywistości. Nawet Intel konkuruje ze sobą i swoją branżą, aby stworzyć to, co ostatecznie może nie być możliwe.
W 2012 roku, dzięki procesorowi 22 nanometrów (nm), Intel mógł pochwalić się posiadaniem najmniejszych i najbardziej zaawansowanych tranzystorów na świecie w masowo produkowanym produkcie. W 2014 roku Intel wypuścił jeszcze mniejszy, mocniejszy układ 14 nm; a dziś firma stara się wprowadzić na rynek swój chip 10 nm.
Z perspektywy czasu jeden nanometr to jedna miliardowa część metra, mniejsza niż długość fali światła widzialnego. Średnica atomu wynosi od około 0, 1 do 0, 5 nanometra.
