Care este legea lui Moore și mai este valabil această profeție de calcul veche de zeci de ani?

Gordon Moore nu a fost excesiv de entuziasmat atunci când i s -a cerut să scrie un articol pentru a sărbători 35 de ani de la revista Electronic în 1965. „Mi s -a oferit corporația de a prezice ce se va întâmpla în componentele de siliciu în următorii zece ani”, el „, el amintit 40 de ani mai târziu. Dar ca director al R&D la Fairfield Semiconductor, care a dezvoltat descoperirea tranzistor plan În 1959, el a fost perfect plasat pentru a evalua progresele înregistrate în șase ani scurti.

În special, Moore a observat că Fairfield a dublat numărul de tranzistoare care ar putea fi plasate pe un cip în fiecare an – fiind capabil să strângă 60 unde au fost cândva doi. El a „extrapolat orb de aproximativ zece ani și a spus: Bine, în 1975 vom avea aproximativ 60 de mii de componente pe un cip”. Cu alte cuvinte, în fiecare an numărul s -a dublat și Moore a crezut că va continua să se dubleze. Predicția lui a fost îngrijită și ușor de înțeles – dar, mai ales, a funcționat.

Ideea a fost supranumită rapid legea lui Moore și s -a menținut în cea mai mare parte valabilă până în 1975. Văzând complicații mai departe, Moore și -a revizuit predicția la o dublare la fiecare doi ani și, în mod remarcabil, predicția lui s -a dovedit din nou (aproximativ) exactă pentru următorii 40 de ani.

Singura sa greșeală este că rata de dublare a fost de fapt mai rapidă – dublarea la fiecare 21 de luni în medie.

Profeția care se împlinește pe Moore

Un motiv pentru succesul predicției lui Moore este că a devenit un ghid – aproape o țintă – pentru proiectanții de cipuri. Acest lucru a fost în special pentru Intel, compania pe care Gordon Moore a co-fondat-o cu Robert Noyce în 1968. Moore și Noyce, unul dintre inginerii din spatele procesului planar, au înregistrat un potențial în circuitele integrate pe care lovirea de recesiune și precauția Fairfield nu le-a făcut.

În 1971, Intel ar avea primul său mare succes: microprocesorul 4004. A inclus 2.300 de tranzistoare care măsoară 10 microni groși – de cinci ori mai subțiri decât o șuviță de păr uman. Puțin peste zece ani mai târziu, Intel a introdus procesorul 80286, cu 134.000 de tranzistoare care măsoară 1,5 microni (din această cauză, acesta este denumit „proces de 1,5-micron”). Aceste evoluții au apărut foarte mult în conformitate cu legea lui Moore revizuită.

Când priviți în urmă de -a lungul anilor care au urmat – anii ’80, 1990 și începutul anilor 2000 – poate părea că calea progresului a fost lină. Legea lui Moore a continuat până la urmă. Dar acest lucru a fost posibil doar din cauza unei serii de descoperiri majore, fiecare rezolvând o problemă care la un moment dat părea imposibilă.

Înrudite: Cipul de computer cu lumină ușoară poate antrena AI mult mai rapid decât componentele alimentate de electricitate

Unii s -au bazat pe știința materialelor, cum ar fi îmbunătățirea metodelor de „dopaj” care introduc impurități într -un semiconductor pentru a controla mai bine conductivitatea acestuia. Sau crearea tehnologiei complementare de superconductor de oxid de metale (CMOS) la mijlocul anilor ’80, ceea ce a adus un consum de energie mai mic și, prin urmare, mai puțină căldură. Alte descoperiri au apărut în procesul de fabricație, cum ar fi dezvoltarea litografiei ultraviolete extreme (EUV) pentru a grava modelele pe napolitane din ce în ce mai mici.

Și inovațiile nu s -au oprit. Am menționat procesorul planar, unde tranzistorii stau pe un plan nivel, chiar la începutul acestui articol. A fost nevoie de ani de cercetare și dezvoltare ((patru cercetători japonezi la Delta a creat primul design vertical pentru un procesor în 1989)-Dar când a sosit, procesorul Vertical Finfet a oferit Legea lui Moore Viață proaspătă în 2012, sub forma procesoarelor Core I3, i5 și i7 de la Intel. Acestea au folosit un procesor de 22 nm și au împachetat până la 1,4 miliarde de procesoare.

Acestea sunt doar o mână de inovații pe care Gordon Moore nu le -ar fi prevăzut niciodată, dar le -a permis Legea să -și păstreze adevărat. Dar a existat o problemă aparent imposibilă care a apărut la orizont – fizică.

De ce mai mic nu este întotdeauna mai bun

Un fir de păr are o grosime de aproximativ 50 de microni. Un mote de praf în jurul a cinci microni. O celulă bacteriană, cum ar fi Mycoplasma, măsoară 0,5 microni. Acum, luați în considerare că tranzistoarele moderne au adesea o grosime de 0,005 microni, sau 5 nanometri (5 nm) și vă dați seama că ne apropiem de niveluri atomice. Ne referim la asta literal: spațiul dintre centrul a doi atomi de siliciu adiacenți este în jur de 0,235 nanometri, astfel încât să puteți strecura în jurul valorii de 21 într -un spațiu de 5 nm.

Apoi, luați în considerare că cele mai recente procese de fabricație a procesorului s -au redus încă, de la 5 nm la 2Nm, adică spațiu pentru opt atomi de siliciu. În acest moment, începem să ajungem la punctul în care mecanic cuantic efectele prevalează, cum ar fi tunelul cuantic, care provoacă scurgeri de electroni. Aceasta nu este o proprietate pe care o doriți într -un tranzistor.

Toate acestea înseamnă că abordarea simplă a „a face lucrurile mai mici” nu mai funcționează de unul singur. De aceea, am văzut o îndepărtare de miniaturizare și, în schimb, către procesoare mai sofisticate, cu fiecare cip din fiecare dispozitiv pe care îl deții acum, inclusiv multe nuclee diferite, astfel încât sarcinile să poată fi împărțite între ele.

Legea lui Moore este încă relevantă?

În sensul cel mai simplu, nu. Zilele în care am putea dubla numărul de tranzistoare pe un cip la fiecare doi ani sunt mult în spatele nostru. Cu toate acestea, legea lui Moore a acționat ca un ritm de ritm într-o cursă de zeci de ani pentru a crea jetoane care să îndeplinească mai repede sarcini mai complicate, mai ales că așteptările noastre pentru progres continuu continuă.

Pentru a-și măsura succesul, luați în considerare că, dacă legea lui Moore ar fi sugerat o dublare la fiecare 10 ani în loc de fiecare doi, atunci am fi blocați cu calculatoare din epoca anilor 1980. Steve Jobs nu ar fi putut să anunțe niciodată iPhone -ul în 2007, stabilind epoca smartphone -ului.

Această stabilire a ritmului este ceva ce solicitat acum nu numai de consumatori, ci și consiliile companiilor de tehnologie. Este unul dintre șoferii din spatele unităților de procesare neuronală (NPU) în cadrul procesoarelor recente, capabile să funcționeze local inteligenţă artificială (AI) Sarcini care sunt dincolo de atingerea procesoarelor convenționale. Deocamdată, această tehnologie poate îndeplini sarcini simple, cum ar fi eliminarea persoanelor nedorite din fundalul fotografiilor noastre, dar acesta este doar începutul.

NPU-urile sunt o veste mare astăzi, la fel ca și echivalenții incredibili de la NVIDIA în centrele de date care conduc Chatgpt, Midjourney și celelalte servicii AI pe care ajungem treptat. Între timp, se pare că asistenții personali ai AI sunt o bătaie de inimă, cu salturi și mai mari care ar putea veni în următorul deceniu.

Încă nu putem fi siguri ce vor presupune acele salturi. Ceea ce putem spune este că evoluțiile se întâmplă în prezent în laboratoarele de cercetare universitare și în diviziile de cercetare și dezvoltare în megacorporații, cum ar fi Intel. Unul dintre aceste laboratoare ar putea totuși să elaboreze o modalitate de a înghesui încă mai multe tranzistoare în zone și mai mici – sau poate să se îndepărteze de tranzistori cu totul – dar acest lucru pare puțin probabil.

În schimb, legea lui Moore trăiește ca o așteptare a ritmului progresului. O așteptare pe care fiecare companie tehnologică de la Deepseek la Meta la OpenAI va continua să utilizeze ca ghid.

Tim Danton este un jurnalist și redactor care acoperă tehnologie și inovație din 1999. În prezent, este redactorul-șef al PC Pro, una dintre revistele tehnologice din Marea Britanie și este autorul unei cărți de istorie a calculatoarelor numită The Computers care a făcut Marea Britanie. În prezent lucrează la o carte de urmărire care acoperă primele computere, inclusiv Eniac. Lucrarea lui a apărut și în The Guardian, care? și The Sunday Times. Locuiește în Buckinghamshire, Marea Britanie