Закон мура или есть ли предел мощности компьютера. Следствия закона Мура

Закон Мура

По поводу эффектов, обусловленных законом Мура, в журнале «В мире науки » как-то было приведено такое интересное сравнение:

«Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как промышленность средств вычислительной техники, то сейчас самолёт Boeing 767 стоил бы 500 долл. и совершал облёт земного шара за 20 минут, затрачивая при этом пять галлонов (~18,9 л) топлива. Приведенные цифры весьма точно отражают снижение стоимости, рост быстродействия и повышение экономичности ЭВМ».

В 2007 году Мур заявил, что закон, очевидно, скоро перестанет действовать из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света .

Одним из физических ограничений на миниатюризацию электронных схем является также Принцип Ландауэра , согласно которому логические схемы, не являющиеся обратимыми, должны выделять теплоту в количестве, пропорциональном количеству стираемых (безвозвратно потерянных) данных. Возможности по отводу теплоты физически ограничены .

Следствия и ограничения

Параллелизм и закон Мура

В последнее время, чтобы получить возможность задействовать на практике ту дополнительную вычислительную мощность, которую предсказывает закон Мура, стало необходимо задействовать параллельные вычисления . На протяжении многих лет, производители процессоров постоянно увеличивали тактовую частоту и параллелизм на уровне инструкций, так что на новых процессорах старые однопоточные приложения исполнялись быстрее без каких-либо изменений в программном коде. Сейчас по разным причинам производители процессоров предпочитают многоядерные архитектуры, и для получения всей выгоды от возросшей производительности ЦП программы должны переписываться в соответствующей манере. Однако, по фундаментальным причинам, это возможно не всегда.

См. также

Закон гиперболического роста численности населения Земли

Примечания

Ссылки

Закон Мура Воплощается в жизнь благодаря инновациям Intel

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Закон Мура" в других словарях:

Увеличение количества транзисторов по времени. Количество удваивается каждые 2 года Закон Мура эмпирическое наблюдение, сделанное в 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы), в процессе подготовки выступления Гордоном… … Википедия

Закон Мура - Moore s Law Закон Мура Эмпирическое наблюдение, сделанное в 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы) одним из основателей корпорации «Intel» Гордоном Муром: число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 24… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.

Законом Гроша называют следующее замечание о производительности компьютеров, сделанное Хербом Грошем в 1965 году: Существует фундаментальное правило, которое я скромно называю законом Гроша: получение добавочной экономии есть только квадратный… … Википедия

Ускорение программы с помощью параллельных вычислений на нескольких процессорах ограничено размером последовательной части программы. Например, если можно распараллелить 95% программы, то теоретически максимальное ускорение составит 20×, невзирая … Википедия

Это полушутливое высказывание, популяризированное Никлаусом Виртом в 1995 году. Звучит оно так: … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Мур. Гордон Мур Gordon Moore … Википедия

Гордон Мур Gordon Moore основатель Имя при рождении: Gordon Earle Moore Дата рождения: 3 январ … Википедия

- (англ. International Technology Roadmap for Semiconductors, ITRS) набор документов, выпускаемый группой экспертов полупроводниковой промышленности. Эти эксперты являются представителями спонсирующих организаций, которые включают в себя … Википедия

Intel - (Интел) Компания Intel, история компании, деятельность компании Информация о компании Intel, история компании, деятельность компании Содержание Содержание Core Описание Intel Продукция фирмы Intel Технические характеристики Преимущества и… … Энциклопедия инвестора

У этого термина существуют и другие значения, см. Будущее (значения). Антонио Сант’Элиа Урбанистический рисунок в футуристическом стиле Будущее часть лин … Википедия

Журнал Electronics в 1965 году опубликовал широко известную сейчас статью об объединении компонентов интегральных систем, автором которой был Гордон Мур, в будущем основавший корпорацию Intel. Кстати, оригинал документа, а точнее, его скан-копия, хранится в музее корпорации. Конечно же, виртуальном.

Невероятный прогноз

В то время Мур был директором отдела разработок в Fairchild Semiconductor. Он провел анализ развития компьютерной техники за последние шесть лет и сделал прогноз на следующие десять. По эмпирическому закону Мура, среднее число транзисторов в микросхемах будет удваиваться каждый год.

Эта особенность, выявленная опытным путем, и стала называться законом Мура (в оригинале - Moore’s Law), и стала одним из самых известных законов в сфере компьютерных технологий. Гордон Мур буквально задал темпы развития технологий, и уже четыре десятилетия разработчики процессоров следуют ему, вольно или невольно. Подобно закону Мерфи, его нельзя назвать физическим, математическим, да и вообще научным, он - только метко подмеченное эмпирическое правило, говорящее об экспоненциальном характере развития одной из технологических сфер.

С помощью него оказалось очень удобно прогнозировать деятельность IT-компаний, поэтому закон Мура полюбился многим маркетологам и директорам микроэлектронных корпораций.

Кто он такой?

Гордон Мур стал одним из основателей корпорации Intel. Следующие семь лет занимал пост вице-президента компании, а в 1975 году занял должность президента и главного управляющего. До 1979 года Гордон Мур занимал оба поста, но покинул должность президента и занял место в совете директоров. Был главным управляющим в компании "Интел" вплоть до 1987 года, а пост председателя занимал до 1997 года. В этом же году ему было присуждено звание "почетный председатель совета директоров". Сейчас Гордону Муру почти девяноста лет, он по-прежнему является почетным председателем Intel и живет на солнечных Гавайях.

Во времена Мура

Да, темпы развития технологий поражают. Если сейчас электроника может управлять практически всем, то еще сорок лет назад, во времена Гордона Мура, эта сфера только начинала развиваться. Компания Texas Instrument запустила первую микросхему 12 сентября 1958 года (к слову, в 2000 году за нее была получена Нобелевская премия в области физики). Современная микроэлектроника обязана своим появлением Джеку Килби и Роберту Нойсу, который наряду с Муром являлся основателем компании Intel. Создание микросхемы не требовало гениальных открытий в сфере, однако Нойсом и Килби была придумана технология, перевернувшая всю электронную промышленность.

К 1965 году, когда было опубликовано знаменитое высказывание Мура, самая сложная микросхема насчитывала 64 транзистора, поэтому можно удивляться, как Гордон Мур смог вывести такую поражающе точную статистику, которая задала темп развитию отрасли электронных технологий на десятилетия вперед.

Новая формулировка

Спустя десять лет Мур, убедившись, что правило действительно работает, слегка скорректировал его. В своем выступлении на конференции International Electron Devices Meeting (кстати, документ тоже можно посмотреть в виртуальном музее компании "Интел") он сказал, что за последние десять лет число элементов, содержащихся в кристаллах, удваивалось, но сложность устройства чипов растет. Поэтому современный закон Мура гласит: количество транзисторов будет удваиваться не каждый год, а каждые два.

И его предположение снова подтвердилось. Обновленный закон Мура продолжает действовать до сих пор, произошло лишь небольшое ускорение: удвоение происходит за восемнадцать месяцев, это легко заметить, если проанализировать технические характеристики продуктов компании Intel.

А в 2003 году Мур в своей новой работе заявил, что увеличение физических величин по экспоненте не может продолжаться бесконечно, рано или поздно будут достигнуты пределы. В свое время закон Мура продолжил существовать благодаря эволюции технологий и транзисторов. В 2007 году основатель "Интела" также сказал, что скоро закон перестанет действовать из-за скорости света и того, что все вещества имеют атомарную природу.

Название

На самом деле Гордон Мур и не предполагал, что вокруг его высказывания развернется такая шумиха, и название "закон Мура" придумал, по словам самого Гордона, Карвери Мид. Однако это правило подхватили все, оно стало настолько разрекламировано, что казалось и кажется до сих пор незыблемой истиной и подстегивает производителей работать в таких темпах. Однако и самим компаниям факт существования и популярность правила выгодны - они могут использовать его в качестве рекламы. Например, один из рекламных лозунгов компании Intel гласит, что их инновации продолжают воплощать в жизнь закон Мура.

О числах

Для примера будет интересно проследить, как увеличивалось количество транзисторов с годами на примере продуктов корпорации Intel. В 1971 году процессор 4004 имел 2,3 тысячи транзисторов. Впечатляет, если сравнить с 64 транзисторами в 1965 году. В 1974 был выпущен Intel 8080, показатель которого - пять тысяч. Спустя четыре года в процессоре 8086 их насчитывалось уже 29 тысяч! В 1982 году - 120 тысяч, а в 1985 - 275 тысяч. Названия в виде цифр запоминаются не слишком хорошо, а вот процессор Pentium знаком, пожалуй, всем. Первая модель была выпущена в 1993 году. Число транзисторов в "Пентиуме" - более трех миллионов, в Pentium ll - 7,5 миллиона, а в третьем - 24. Новое поколение, получившее название Itanium, было выпущено в 2002 году. Этот процессор насчитывал 220 миллионов транзисторов, а в 2005 модели Itanium Montecito это количество увеличилось до 1,72 миллиарда.

Интерпретации

Существует также несколько вариантов определений, объясняющих суть закона Мура. По одному из них, удваивается не количество транзисторов как таковое, а наиболее выгодное их число. Вторая интерпретация гласит, что растет потенциально возможное количество элементов. По третьей, раз в восемнадцать месяцев появляется процессор, имеющий производительность в два раза большую, чем предыдущий.

Есть и некоторые другие параметры, которые описывает закон Мура. Формулировка следующей интерпретации такова: каждые два года в два раза вырастают такие параметры, как тактовая частота процессоров и вычислительная мощность компьютера. Одна из самых любопытных и в то же время практичных версий закона гласит, что растет вычислительная мощность, доступная за один доллар.

Интересно, что по этому поводу думает и говорит сам Гордон Мур: закон Мура, по его словам, не подтверждается с точностью, он просто доступно и наглядно представляет темпы развития технологий, а шумиха вокруг него - возможно, всего лишь отличный ход маркетологов, ведь именно корпорация Intel особенно любит держать его на слуху. Но все же высказывание подхвачено компьютерщиками и явно пришлось им по душе.

О программах

На практике задействовать ту мощность, которую предполагает эмпирический закон Мура, невозможно без задействования параллельных вычислений. При производстве процессоров в течение долгого времени увеличивалась тактовая частота, а также имело место параллельное выполнение инструкций. Однако на деле получалось так, что новые процессоры выполняют однопоточные программы старого образца гораздо быстрее, при этом не изменяя программный код. Однако современные производители используют многоядерную архитектуру, поэтому чтобы использовать всю выгоду от повышения производительности, необходимо переписывать и программы, однако это не всегда возможно воплотить в жизнь. К тому же увеличение производительности за счет параллеизма ограничено, о чем гласит другое правило.

Закон Амдала

В 1967 году появился еще один закон, который, в отличие от закона Мура, действительно имеет математическое подтверждение. Согласно закону Амдала, производительность за счет распараллеливания вычислений не может расти бесконечно: на сколько бы частей ни была разделена задача, общее время ее выполнения не будет меньше времени, которое требуется на решение самого сложного и длинного фрагмента. Также время ограничено наличием в задаче фрагментов, для которых обязательно последовательное исполнение.

Действие закона Мура легко проследить на простом примере. Допустим, компьютер выполняет производство составляющих для автомобиля. Несмотря на то что каждая деталь производится одновременно с остальными, общее время никак не может быть меньше, чем нужно для работы над самой сложной деталью. Вторую часть закона, говорящую о последовательности исполнения, объясняет следующий пример. Положим, компьютеру необходимо выполнить простую задачу: сложить в ящик яблоки. Если задействовано единственное ядро, то яблоки будут укладываться по одному. Если же структура процесса многоядерная, и возможно многопоточное исполнение, компьютер сможет класть одновременно столько яблок, сколько имеется свободных ядер. Однако если, допустим, человеку необходимо, чтобы компьютер сложил яблоки и посчитал их количество, то в этом примере можно проследить не только необходимость последовательного исполнения, но и эволюцию алгоритма программы. Каждое ядро положит яблоко и "запишет", сколько их оно отправило в ящик. Затем, во втором процессе, каждое ядро предоставит информацию о положенных яблоках, и путем сложения будет определено общее число.

Закон Мура и квантовый компьютер

Когда прекратится действие закона Мура? Можно предположить, что он будет работать до тех пор, пока микросхемы имеют транзисторы. Однако человечество уже ведет разработки компьютера нового поколения, действие которого основано на квантовых эффектах. Принципиальное различие состоит в действии элементарных единиц. В привычном нам компьютере используется двоичный код, в котором любое значение кодируется нолями и единицами. Соответственно, элементарная единица - бит - может иметь лишь одно значение - ноль или единицу.

Действие же квантового компьютера основано на применении эффекта суперпозиции, так что квантовый бит, или кьюбит, сможет иметь сразу два значения, таким образом, быстродействие возрастет в несколько десятков, а то и сотен раз. Квантовые компьютеры уже существуют, однако имеют вид огромных машин, исполняющих лишь самые простые операции, как когда-то традиционные компьютеры. Однако пока закон Гордона Мура продолжает действовать.

Немного истории
19 апреля 1965 г., в журнале «Electronics» (vol. 39, № 8) в рубрике «Эксперты смотрят в будущее» вышла ныне всемирно знаменитая статья Гордона Мура (Gordon Moore) «Cramming more components onto integrated circuits» (Объединение большего количества компонентов в интегральных схемах). В этой статье Мур (будущий сооснователь корпорации Intel), работавший тогда директором отдела разработок компании Fairchild Semiconductors, дал прогноз развития микроэлектроники на ближайшие десять лет на основании анализа шестилетнего развития микроэлектроники, предсказав, что количество элементов на кристаллах электронных микросхем будет и далее удваиваться каждый год .

Вскоре после выхода статьи эта эмпирически подмеченная закономерность получила название закона Мура (Moore"s Law) и стала, пожалуй, самым знаменитым законом в IT-сфере и полупроводниковой индустрии, задав некий фундаментальный вектор развития технологии, которому разработчики микропроцессоров невольно стараются следовать вот уже более сорока лет! И хотя, строго говоря, закон Мура не принадлежит к числу научных — физических или математических — законов, на базе которых строятся наши современные представления о природе и протекающих в ней процессах, а является просто метко подмеченным эмпирическим правилом, отражающим экспоненциальный характер развития одной из многочисленных тенденций в современном человеческом обществе (в этом смысле закон Мура — скорее «социологический», чем «компьютерный»), он оказался очень удобным для описания определенных вещей и весьма полезным для прогнозирования деятельности компаний в этой области. Именно поэтому его так полюбили многие маркетологи и директора микроэлектронных предприятий, превратив в своеобразный фетиш.

Когда было сделано предсказание Мура, микроэлектроника пребывала в зачаточной фазе своего развития. Первый транзистор был создан в 1947 г. (а в 1956 г. за его открытие Бардину, Браттейну и Шокли вручили Нобелевскую премию по физике). Первая микросхема заработала 12 сентября 1958 г. в компании Texas Instruments (за ее изобретение Нобелевскую премию по физике присудили лишь в 2000 г.). «Первооткрывателями» микросхемы (то есть отцами современной микроэлектроники) считаются Джек Килби и один из основателей Intel Роберт Нойс. Физики, как таковой, при создании микросхемы было немного, но Килби и Нойс «всего-навсего» придумали технологию, которая совершила полный переворот в электронной промышленности. Кстати, к 1965 г. в самой сложной микросхеме компании Fairchild было всего лишь 64 транзистора, и о каких-либо достоверных статистических данных в этой отрасли не приходилось и говорить. Поэтому остается лишь поражаться, как в таких обстоятельствах Гордон Мур сумел предугадать фантастические темпы развития всей отрасли на несколько десятилетий вперед.

Выступая в 1975 г. на конференции International Electron Devices Meeting, Гордон Мур отметил, что за прошедшее десятилетие количество элементов на кристаллах действительно удваивалось каждый год, однако в будущем, когда сложность чипов возрастет, удвоение числа транзисторов в микросхемах будет происходить несколько медленнее — каждые два года. Это новое предсказание также сбылось, и закон Мура продолжает в этом виде (удвоение за два года) действовать поныне (то есть в течение почти тридцати лет!), в последнее время немного ускорившись до удвоения за 18 месяцев, что можно наглядно проследить на примере деятельности лидера современной полупроводниковой индустрии корпорации Intel.

О названии
Само название «закон Мура» впервые было дано утверждению Мура Карвером Мидом. Закон Мура настолько разрекламирован, что кажется незыблемой истиной. Популярность закона Мура выгодна и самим производителям микропроцессоров, т.к. спекуляции на этом законе позволяют сделать хорошую рекламу — именно так сейчас Intel преподносит его на своем сайте: «Инновации Intel продолжают воплощать закон Мура в жизнь!».

Существует несколько интерпретаций закона Мура:
наиболее выгодное число транзисторов на кристалле удваивается каждый год;
число транзисторов в производимых чипах удваивается каждые два года;
технологически возможное число транзисторов на кристалле микропроцессора удваивается каждые два года;
производительность микропроцессоров удваивается каждые 18 мес.;
тактовая частота микропроцессоров удваивается каждые 18 мес.;
вычислительная мощность компьютера удваивается каждые 18 мес.;
доступная вычислительная мощность удваивается каждые 18 мес.;
плотность транзисторов на чипе удваивается каждые 18 мес.;
вычислительная мощность, доступная за $ 1, удваивается каждые 18 мес.;
стоимость чипа падает вдвое каждые 18 мес.

Кто такой Гордон Мур

Заключение

…В 2003 г. Гордон Мур подсчитал, что количество транзисторов, ежегодно поставляемых на рынок в мире, достигло 10.000.000.000 .000.000.000. Это в сто раз больше, чем количество муравьев на

Кто такой Гордон Мур
Гордон Мур был одним из основателей Intel в августе 1968 г. и в течение последующих семи лет занимал должность исполнительного вице-президента корпорации. В 1975 г. он стал президентом и главным управляющим Intel и занимал обе должности до 1979 г., когда пост президента сменил на должность председателя совета директоров. Главным управляющим корпорации Intel доктор Мур работал до 1987 г., а на посту председателя совета директоров — до 1997 г., когда его удостоили звания почетного председателя совета директоров. Ныне 78-летний Гордон Мур является почетным председателем совета директоров корпорации Intel и проживает на Гавайях.

Заключение
Справедливости ради, следует признать, что так называемый закон Мура не выполняется с точностью, достаточной для того, чтобы считать его не только законом, но и эмпирической зависимостью. Возможно, что шумиха вокруг закона Мура — это ловкий маркетинговый ход корпорации Intel. Но так или иначе, этот закон был подхвачен всеми и пришелся по душе компьютерным обывателям. Многие ученые считают, что закон Мура стал популярен потому, что в простой и очень доступной форме определяет фантастические (пока недоступные ни одной другой отрасли экономики!) темпы развития полупроводниковой индустрии.

Настоящая статья основана на пресс-релизе корпорации Intel и других официальных материалах, так как никто не расскажет лучше о своём создателе, чем его дитя.

В апреле 1965 года, примерно за три с половиной года до создания корпорации Intel, Гордон Мур (Gordon E. Moore), занимавший в ту пору должность директора отдела разработок компании Fairchild Semiconductors, в статье для журнала Electronics дал прогноз развития микроэлектроники, получивший вскоре название закона Мура.

Ныне доктор Гордон Мур является почетным председателем совета директоров корпорации Intel. В августе 1968 года он стал одним из основателей Intel и в течение последующих семи лет занимал должность исполнительного вице-президента корпорации. В 1975 году он стал президентом и главным управляющим Intel и занимал обе должности до 1979 года, когда пост президента сменил на должность председателя совета директоров. Главным управляющим Intel Гордон Мур работал до 1987 года, а на посту председателя совета директоров - до 1997 года, когда его удостоили звания почетного председателя совета директоров. 19 апреля Закону Мура исполнилось 40 лет, и все эти годы он остается непререкаемым правилом для всей индустрии информационных технологий.

40 лет назад микроэлектроника пребывала в зачаточном состоянии. Чипов тогда производилось совсем мало, в самой сложной микросхеме компании Fairchild было всего 64 транзистора, о каких-либо достоверных статистических данных в этой отрасли не приходилось и говорить. Остается лишь поражаться, как в таких обстоятельствах Гордон Мур сумел предугадать фантастические темпы развития всей отрасли на несколько десятилетий вперед и предсказать, что количество транзисторов на чипе ежегодно будет удваиваться. Более того, одновременно он сделал провидческий прогноз последствий этого, предсказав, что по мере экспоненциального увеличения числа транзисторов на микросхеме процессоры будут становиться все более дешевыми и быстродействующими, а их производство - все более массовым.

По своей сути закон Мура является не законом природы, а, скорее, эмпирическим правилом. В своей первоначальной формулировке он действовал до 1975 года, когда, выступая на конференции «International Electron Devices Meeting», Гордон Мур внес в него коррективы, высказав предположение, что при производстве все более сложных чипов удвоение числа транзисторов будет происходить каждые два года. И опять он оказался прав, разве что в последние годы количество транзисторов на микропроцессоре порой удваивается с интервалом в полтора года.

Почему столь простая формулировка закона развития микроэлектроники вот уже сорок лет на все лады цитируется во всем мире, став своеобразным фетишем для тех, кто работает на рынке информационных технологий? И почему закон Мура стал настолько универсальным, что его без колебаний применяют при прогнозировании роста Интернета и пропускной способности каналов связи, для предсказания увеличения емкости жестких дисков и многого другого?

Происходит все это, прежде всего, потому, что закон Мура в на редкость простой, доступной пониманию каждого форме определяет фантастические, недоступные ни одной другой отрасли экономики, темпы развития полупроводниковой индустрии. На ее стремительном росте сегодня зиждется вся мировая экономика, которая уже просто немыслима без компьютеров всех сортов. Некоторые аналитики даже предсказывают, что «конец эпохи закона Мура» приведет к новой великой депрессии, до самых основ потрясшей американскую экономику в 30-е годы прошлого века. Так или иначе, обнаруживая действие закона Мура во все новых сферах высоких технологий, мы лишь подтверждаем наличие постоянного, очень быстрого прогресса технологий, а значит, и всей мировой экономики.

Вездесущий микропроцессор

Когда в 1971 г. Intel выпустила свой первый микропроцессор, никто и предвидеть не мог весь диапазон использования микроэлектроники. Перечислим лишь некоторые из областей применения микросхем:

Контроллер светофора
Интерактивные игрушки
Радиомодем
Передача спутниковых данных
Цифровая автомобильная навигационная система
Автомобильная система управления зажиганием и впрыском
Принтеры
Профессиональный звуковой микшерный пульт
Локомотивы (микропроцессор управляет распределением электроэнергии по двигателю)
Интерактивный видеоэкран с тактильным управлением
Клавиатура терминала
Система управления распределением энергии
Контроллер процесса (микропроцессор управляет такими переменными технологического процесса, как температура, давление, расход, уровень и т. п.)
Система поиска рыбы
Электроорган, гитара, синтезатор
Детектор гелия
Физкультурное оборудование
Электронные «стрелки»
Лабораторные весы
Контроллер сцепления трансмиссии морского катера
Кассовый терминал
Сотовый телефон
Декодер кабельного TV
Факсимильный аппарат
Спутниковый приемник
Медицинское оборудование
Система поиска пациента и тревожного оповещения
Торговые автоматы
Электронный плотницкий уровень
Фотокопировальный аппарат
Принтер этикеток со штрих-кодом
Рука робота

Любопытные факты и цифры

В 2003 году Гордон Мур подсчитал, что количество транзисторов, ежегодно поставляемых на рынок, достигло 10.000.000.000.000.000.000 (1019).

Разрабатываемый сейчас в Intel метод производства микропроцессоров предусматривает, что расстояние между транзисторами на чипе составит одну десятитысячную толщины человеческого волоса. Это равносильно тому, чтобы провести автомобиль по прямой длиной в 650 км с отклонением от оси менее 2,5 см.

В 1978 году авиабилет по маршруту Нью-Йорк-Париж стоил около 900 долларов, а перелет длился около 7 часов. Если бы авиаиндустрия развивалась в соответствии с законом Мура, то сегодня авиабилет на тот же маршрут стоил бы менее цента, а перелет занял бы менее одной секунды.

За время существования корпорации Intel (то есть с 1968 года) себестоимость производства транзисторов упала до такой степени, что теперь обходится примерно во столько же, сколько стоит напечатать любой типографский знак - например, запятую.

В процессе разработки микропроцессоров, содержащих один миллиард транзисторов, Intel уменьшила величину транзисторов до такой степени, что теперь на булавочной головке могут разместиться 200 млн транзисторов.

Современные транзисторы производства корпорации Intel открываются и закрываются со скоростью полтора триллиона раз в секунду. Чтобы включить и выключить электрический выключатель полтора триллиона раз, человеку потребовалось бы 25 тысяч лет.

Что дальше?

За истекшие сорок лет скептики сотни раз предсказывали закону Мура скорую кончину, но ученые и инженеры Intel своими открытиями и неустанным трудом снова и снова подтверждали провидческий дар и безупречность выводов одного из отцов-основателей корпорации.

На весеннем (2002 г.) Форуме Intel для разработчиков (IDF) главный технический директор корпорации Intel Патрик Гелсингер сказал: «Наша задача состоит сегодня не только в том, чтобы продлить жизнь закону Мура, но и в том, чтобы максимально расширить сферу его действия, распространив его и на другие области ». Первоначально закон Мура был простым выводом из наблюдений за первыми этапами развития индустрии микропроцессоров, этаким эмпирическим постулатом. Но уже через несколько лет он стал руководящим принципом развития для всей отрасли, а теперь иначе как законом его никто и не называет. «Честно говоря, я часто спрашивал себя, когда же закончится действие закона Мура, как долго мы еще сможем пользоваться его плодами? - говорит П. Гелсингер - В 1980 году, когда я пришел в Intel, мы ломали голову над тем, как достичь технологической нормы производства микропроцессоров в 1 микрон. В девяностые годы перед нами встала задача внедрить технологическую норму в одну десятую микрона, и опять она казалась нам недостижимой. А сегодня мы думаем о том, как преодолеть барьер в одну сотую микрона. Могу пообещать вам, что до моей пенсии, то есть в течение еще двадцати пяти лет, закон Мура будет действовать. Уверен, что еще не одно десятилетие он будет руководящим принципом развития отрасли ».

«Закон Мура - основной лейтмотив нашей деятельности в области конвергенции вычислительных и коммуникационных возможностей », - заявил глава корпорации Intel Крейг Барретт, открывая весенний (этого года) Форум Intel для разработчиков. - «Приверженность корпорации Intel закону Мура позволяет нам создавать интегрированные платформы, которые предоставляют широкий диапазон возможностей для отдельных людей и организаций, использующих эти технологии. Для эффективной реализации всего потенциала новых возможностей все большее значение приобретают процесс внедрения инноваций и общеотраслевое сотрудничество ». Со своей стороны, в своем выступлении на последнем IDF Паоло Джарджини, директор по технологической стратегии корпорации Intel, подтвердил, что закон Мура продолжает действовать и что в полном соответствии с ним корпорация Intel продолжает вводить новые технологические процессы каждые два года. Залогом успешной деятельности Intel на этом направлении служат ежегодные многомиллиардные вложения корпорации в научно-исследовательские разработки, постоянную модернизацию и расширение своих производственных мощностей. Достаточно сказать, что в 2005 году Intel планирует израсходовать на эти цели более 10 млрд долларов.

В 2005 году начнется производство чипов по технологии 65 нанометров, на 2007-й намечен переход на 45-нанометровый процесс, на 2009 год - внедрение 32-нанометрового, а в 2011 году настанет черед технологического процесса 22 нм. Как подчеркнул Паоло Джарджини, в корпорации Intel уже есть конкретные научно-технические разработки, которые позволяют реализовать все эти планы.

Тогда же Паоло Джарджини заявил, что вплоть до 2020 года Intel сможет создавать транзисторы по современной схеме работы - с электродами и затвором между ними. К тому времени, однако, размеры всех элементов транзистора достигнут атомарных размеров, и уменьшать их дальше будет просто невозможно. Следовательно, уже сейчас необходимо искать новые подходы. Один из них - организация передачи сигнала на уровне элементарных частиц, путем спиновых волн.

В лабораториях Intel уже сейчас разрабатываются идеи, которые будут воплощены в чипах только лет через 10. Одна чисто теоретическая идея заключается в многократном использовании электронов. В современных архитектурах электроны перемещаются от истока к стоку, а затем теряются. «При утилизации вы просто переносите электрон в другое место », - пишет Джарджини в одной из своих работ. - «Можно производить множество операций, не теряя электронов ».

Другая альтернатива - углеродные и кремниевые нанотрубки. Транзисторы, изготовленные из таких материалов, имеют сопоставимые размеры. Диаметр углеродных нанотрубок - 1-2 нм, но в экспериментальных транзисторах исток и сток расположены по их длине. Это позволяет повысить быстродействие и уменьшить потребляемую энергию, однако размер больше не сократится.

«Экзотические структуры, такие как углеродные нанотрубки, могут найти применение в технологии КМОП (комплементарные металл-оксидные полупроводники) не столько для ускорения темпов миниатюризации, сколько для повышения производительности устройств или, возможно, упрощения их изготовления », - пишет Джарджини. - «Даже если для цифровой логики будет изобретено принципиально иное средство перемещения электронов, возможности его масштабирования для повышения плотности и производительности не зайдут много дальше пределов, достижимых технологией КМОП, главным образом, из-за ограничений, налагаемых требованием отвода тепла ».

Следующая альтернатива - изготавливать чипы больших размеров, наращивая их площадь или строя трехмерные многослойные микросхемы. Такие решения предлагал сам Гордон Мур, а также профессор Стэнфордского университета Том Ли и некоторые другие исследователи. Каким путем пойдет дальнейшее развитие полупроводников - покажет время.

Так или иначе, практическая деятельность Intel не только продлевает жизнь закону Мура, но и распространяет его действие на самые разные сферы. Микропроцессоры становятся буквально вездесущими, а достижения высоких технологий - максимально демократичными, поскольку наравне с традиционными нишами Intel предлагает использовать их и в совершенно новых областях: в беспроводных технологиях, сенсорах и сенсорных сетях, а также в оптических технологиях. Так что, по мнению руководства Intel, все только начинается…

Вот уже на протяжении 40 лет развитие микроэлектроники служит главной движущей силой всемирной технологической революции, принося радикальные позитивные перемены в жизни миллиардов людей. Закон Мура открывает новый, удивительно увлекательный и разнообразный цифровой мир. Будущее уже наступило, и осталось лишь научиться жить в нем.

От себя только остаётся поздравить дедушку электронной промышленности с этим юбилеем и пожелать ему здоровья и творческого долголетия.

Те, кто интересуется дополнительными материалами, например, оригинальным текстом, могут найти их по .

Moore"s law ) - эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром , согласно которому (в современной формулировке) количество транзисторов , размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца. Часто цитируемый интервал в 18 месяцев связан с прогнозом Давида Хауса из Intel , по мнению которого, производительность процессоров должна удваиваться каждые 18 месяцев из-за сочетания роста количества транзисторов и увеличения тактовых частот процессоров .

Рост числа транзисторов на кристалле микропроцессора показан на графике справа. Точки соответствуют наблюдаемым данным, а прямая - периоду удвоения в 24 месяца.

История

Существует масса схожих утверждений, которые характеризуют процессы экспоненциального роста, также именуемых «законами Мура». К примеру, менее известный «второй закон Мура» , введённый в 1998 году Юджином Мейераном, который гласит, что стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Так, стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла $4 млн , а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микрометровой технологии с 5,5 млн транзисторов обошлось в $2 млрд . Стоимость же Fab32, завода по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса, составила $3 млрд .

«Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как промышленность средств вычислительной техники, то сейчас самолёт Boeing 767 стоил бы 500 долл. и совершал облёт земного шара за 20 минут, затрачивая при этом пять галлонов (~18,9 л) топлива. Приведенные цифры весьма точно отражают снижение стоимости, рост быстродействия и повышение экономичности ЭВМ».

В 2003 году Мур опубликовал работу «No Exponential is Forever: But „Forever“ Can Be Delayed!», в которой признал, что экспоненциальный рост физических величин в течение длительного времени невозможен, и постоянно достигаются те или иные пределы. Лишь эволюция транзисторов и технологий их изготовления позволяла продлить действие закона ещё на несколько поколений .