Ano ang batas ng moore at ano ito?

Ang Batas ng Moore ay tumutukoy sa isang obserbasyon na ginawa ng Intel co-founder na si Gordon Moore noong 1965, kung saan natuklasan niya na ang bilang ng mga transistors bawat parisukat na pulgada sa pinagsamang mga circuit ay nagdodoble taon-taon mula noong pag-imbento nito.

Inihula ng Batas ng Moore na ang kalakaran na ito ay mananatiling buo sa darating na taon. Bagaman ang rate ay nabawasan, ang bilang ng mga transistor bawat parisukat na pulgada ay nadoble nang humigit-kumulang bawat taon at kalahati. Ginagamit ito bilang kasalukuyang kahulugan ng Batas sa Moore.

Indeks ng nilalaman

Ang pinasimple na bersyon ng batas na ito ay nagsasaad na ang bilis ng processor o pangkalahatang kapangyarihan ng computing para sa mga computer ay doble bawat dalawang taon. Ang isang mabilis na pagsusuri sa pagitan ng mga technician mula sa iba't ibang mga kumpanya ng computer ay nagpapakita na ang term ay hindi masyadong tanyag, ngunit ang patakaran ay tinatanggap pa rin.

Kung sinuri natin ang bilis ng processor mula 1970 hanggang 2018 at pagkatapos ay muli sa 2019, maaari nating isipin na ang batas ay umabot sa limitasyon o papalapit na. Noong 1970s, ang mga bilis ng processor ay mula sa 740 KHz hanggang 8 MHz. Gayunpaman, ang batas ay talagang mas tumpak na mag-aplay sa mga transistor kaysa sa bilis.

Ang dami ng kapangyarihan ng computing na maaari nating magamit ngayon sa pinakamaliit na aparato ay medyo kapansin-pansin kumpara sa maaaring makamit, sabihin, isang dekada na ang nakalilipas.

Ang pagbabalik-tanaw, kahit limang taon o higit pa, ang isang PC na ang pinakamahusay sa oras ay isasaalang-alang na lipas na kung ihahambing sa isang kasalukuyang PC.

Posible ito dahil ang mga tagagawa ng chip ay magagawang taasan ang bilang ng mga transistor sa isang maliit na chip sa bawat taon, habang ang mga pagsulong sa chip research ay nagpapabuti.

Ang pagpapalawak ng Batas ng Moore ay ang mga kompyuter, mga sangkap na pinapatakbo ng computer, at kapangyarihan ng computing ay nagiging mas maliit at mas mabilis sa paglipas ng panahon, dahil ang mga transistor sa integrated circuit ay nagiging mas mahusay.

Ang mga transistor ay simpleng electronic on-off switch na isinama sa mga microchips, processors, at maliit na electrical circuit. Ang mas mabilis na pinoproseso nila ang mga signal ng elektrikal, mas mahusay ang isang computer.

Ang mga gastos ng mga mas mataas na lakas na computer na ito ay nabawasan din sa paglipas ng panahon, sa pangkalahatan sa paligid ng 30 porsyento sa isang taon. Kapag nadagdagan ng mga designer ng hardware ang pagganap ng mga computer na may mas mahusay na integrated circuit, ang mga tagagawa ay maaaring lumikha ng mas mahusay na mga makina na maaaring awtomatiko ang ilang mga proseso. Ang automation na ito ay lumikha ng mga produktong mas mababang presyo para sa mga mamimili, dahil nilikha ng hardware ang mas mababang gastos sa paggawa.

Batas ng Moore sa lipunan ngayon

Limampung taon pagkatapos ng Batas ng Moore, nakikita ng kontemporaryong lipunan ang maraming mga benepisyo na nakalantad ng batas na ito. Ang mga mobile device, tulad ng mga smartphone at desktop computer, ay hindi gagana nang walang napakaliit na mga processors. Mas maliit, mas mabilis na mga computer ay nagpapabuti sa transportasyon, pangangalaga sa kalusugan, edukasyon, at paggawa ng enerhiya. Halos lahat ng aspeto ng isang lipunang high-tech na benepisyo mula sa konsepto ng Batas sa Moore na isinasagawa.

Ngayon, ang lahat ng mga processors ng consumer ay gawa sa silikon, ang pangalawang pinaka-sagana na elemento sa crust ng Earth, pagkatapos ng oxygen. Ngunit ang silikon ay hindi isang perpektong conductor, at ang mga limitasyon sa kadaliang mapakilos ng mga electron ay nagdadala ng isang mahirap na limitasyon sa kung gaano ka makapal na maaari kang mag-pack ng mga transistor ng silikon.

Ngunit hindi lamang ang pagkonsumo ng kuryente ng isang malaking problema, ngunit din ang isang epekto na tinatawag na isang tunum ng kuwantum ay maaaring maging sanhi ng mga problema sa pagpapanatiling mga electron na naglalaman ng lampas sa isang tiyak na threshold ng kapal.

Kasalukuyang umabot sa 14 na mga nanometer ang mga Silicon transistors, at habang ang ilang mga disenyo ng chip ng 10-nanometer ay maabot ang merkado sa lalong madaling panahon, napagpasyahan na sumunod sa Batas ng Moore sa mahabang panahon, ang mga kumpanya ay kailangang lumikha ng mga bago at mas mahusay na mga materyales upang maging pundasyon ng mga susunod na henerasyon na computer.

Batas sa Moore sa hinaharap

Salamat sa nanotechnology, ang ilang mga transistor ay mas maliit kaysa sa isang virus. Ang mga mikroskopikong istruktura na ito ay naglalaman ng perpektong nakahanay na silikon at mga molekulang carbon na makakatulong sa paglipat ng kuryente sa kahabaan ng circuit nang mas mabilis.

Sa kalaunan, ang temperatura ng mga transistor ay ginagawang imposible upang lumikha ng mas maliit na mga circuit, dahil ang paglamig sa mga transistor ay nangangailangan ng mas maraming enerhiya kaysa sa kung ano ang dumadaan sa mga transistor. Ipinakikita ng mga eksperto na ang mga computer ay dapat maabot ang pisikal na mga limitasyon ng Batas ng Moore minsan sa susunod na ilang taon. Kapag nangyari iyon, kailangang suriin ng mga siyentipiko sa computer ang ganap na mga bagong paraan ng paglikha ng mga computer.

Ang mga aplikasyon at software ay maaaring mapabuti ang bilis at kahusayan ng mga computer sa hinaharap, sa halip na mga pisikal na proseso. Ang teknolohiya ng ulap, komunikasyon sa wireless, ang Internet ng mga Bagay, at pisika ng kabuuan ay maaari ring maglaro ng isang mahalagang papel sa pagbabago sa teknolohiya ng impormasyon.

Ang pag-unlad patungo sa pagdodoble ng bilang ng mga circuit ay pinabagal, at ang mga integrated circuit ay hindi maaaring makakuha ng mas maliit kaysa sa mga transistor na malapit sa laki ng isang atom.

Sa ilang mga punto sa hinaharap, ang pagsulong sa software o hardware ay maaaring panatilihin ang pangarap ng Batas ng Moore. Gayunpaman, ang industriya ng computer ay tila handa na lumingon sa ibang kurso na magsusulong sa ilang taon.

Ang pag-unlad ng Batas ng Moore

Bagaman sinabi ng Batas ng Moore tuwing dalawang taon, ang mabilis na pagtaas ng teknolohiyang produksiyon na ito ay pinaikling ang panahon sa isipan ng mga technician at gumagamit.

Ang limitasyon na umiiral ay kapag ang mga transistor ay maaaring malikha ng maliit na bilang ng mga particle ng atomic, pagkatapos ay wala nang silid para sa paglaki sa merkado ng CPU pagdating sa bilis.

Nabanggit ni Moore na ang kabuuang bilang ng mga sangkap sa mga circuit na ito ay humigit-kumulang na doble bawat taon, kaya't extrapolated niya ang taunang pagkopya nito sa sumunod na dekada, na tinantya na ang 1975 microcircuits ay maglalaman ng isang staggering 65, 000 mga sangkap sa bawat chip.

Noong 1975, habang nagsimulang mabagal ang rate ng paglago, binago ni Moore ang kanyang dalawang taong time frame. Ang kanyang binagong batas ay isang maliit na pesimistiko; Mga 50 taon pagkatapos ng 1961, dumoble ang bilang ng mga transistor na humigit-kumulang sa bawat 18 buwan. Kasunod nito, regular na tinutukoy ng mga magasin ang Batas sa Moore na para bang isang teknolohikal na batas na may seguridad ng mga batas ng paggalaw ng Newton.

Ang naging dahilan ng pagsabog na ito sa pagiging kumplikado ng circuit ay posible ang pag-urong ng mga transistor sa loob ng ilang dekada.

Ang mga katangian ng transistor na sumusukat sa mas mababa sa isang micron ay nakamit noong 1980s, nang ang mga dynamic na random na access memory (DRAM) chips ay nagsimulang mag-alok ng mga kakayahan ng imbakan ng megabyte.

Sa madaling araw ng ika-21 siglo, ang mga tampok na ito ay lumapit sa 0.1 microns ang lapad, na nagpapagana sa paggawa ng gigabyte memory chips at microprocessors na gumagana sa mga frequency ng gigahertz. Ang Batas ng Moore ay nagpatuloy sa ikalawang dekada ng ika-21 siglo sa pagpapakilala ng tens- nanometer na three-dimensional transistors.

Ang malapit na pagtatapos ng Batas ng Moore

Dahil ang Batas ng Moore ay nagmumungkahi ng paglago ng paglaki, imposibleng magpatuloy nang walang hanggan. Karamihan sa mga eksperto inaasahan ang Batas ng Moore na magtagal ng isa pang dalawang dekada. Ang ilang mga pag-aaral ay nagpakita na ang mga pisikal na limitasyon ay maaaring maabot sa 2018.

Ayon sa isang kamakailan-lamang na ulat mula sa International Technology Roadmap para sa Semiconductors (ITRS), na may kasamang mga higanteng chip tulad ng Intel at Samsung mismo, ang mga transistor ay maaaring umabot sa isang punto kung saan hindi nila maibawas ang karagdagang 2021. Ang mga kumpanya ay nagsasabi na, upang kung gayon, hindi na ito makakaya sa ekonomiya upang gawing mas maliit ito, sa wakas na magtatapos sa Batas ng Moore.

Nangangahulugan ito na kahit na sila ay maaaring makakuha ng mas maliit, sa teorya ay makakamit nila ang tinatawag ng ITRS na "pinakamababang pang-ekonomiya", na nangangahulugang ang paggawa nito ay magbabawas lamang sa mga gastos.

Hindi ito ang kauna-unahang pagkakataon na kinuwestiyon ang teorya ni Moore. Noong nakaraang taon, inihayag ng Intel Chief Executive na si Brian Krzanich na ang pagbabago ng laki mula sa isang transistor patungo sa isa pa ay tumatagal ng dalawa hanggang dalawa at kalahating taon. Kinuwestiyon ito ni Krzanich sa isang tawag sa kita mula sa Intel, na nagsasabing ang mga proseso ng pagmamanupaktura ay hindi umunlad sa parehong rate tulad ng nakaraan.

Gayunpaman, naniniwala ang ITRS na hindi ito nangangahulugang pagtatapos ng konsepto sa likod ng Batas, dahil ang mga tagagawa ay nakakahanap ng mga makabagong paraan upang ipakilala ang higit pang mga switch sa isang naibigay na puwang. Halimbawa, ang teknolohiya ng 3D NAND ng Intel, na nagsasangkot ng pag-stack ng 32 layer ng memorya sa tuktok ng bawat isa upang lumikha ng malaking kapasidad ng imbakan.

Pangwakas na mga salita at konklusyon

Hanggang ngayon, ang Batas ng Moore ay napatunayan nang tama, nang paulit-ulit, at bilang isang resulta ay matagal nang sinabi na responsable para sa karamihan sa mga pagsulong sa digital na edad, mula sa mga PC hanggang sa mga superkomputer, dahil sa Gumamit sa industriya ng semiconductor upang gabayan ang pangmatagalang pagpaplano at magtakda ng mga layunin para sa pananaliksik at pag-unlad.

Ang Batas ng Moore ay isang batas ng ekonomiya, hindi isang pisikal. Ipinapahiwatig nito na ang bawat bagong chip ay magkakaroon ng dalawang beses sa maraming mga transistor at sa gayon ay makakalkula ang kapasidad ng nakaraang henerasyon para sa parehong gastos sa produksyon.

Ang simpleng panuntunan ng hinlalaki ay nagdulot ng lahat ng pagsulong sa rebolusyong teknolohikal sa loob ng higit sa kalahating siglo at patuloy na tinukoy ang patuloy na pagpapalawak ng mga limitasyon ng teknolohiya ngayon, na nagpapahintulot sa amin na kumuha ng mga konsepto tulad ng artipisyal na intelektwal at awtonomikong sasakyan - at naganap ito.

Ang batas na ito ay nakakuha ng pagiging kilala dahil sa mga tao na tulad ng mga batas na nagpapahintulot sa kanila na mahulaan ang hinaharap ng isa sa mga pinakamalaking industriya sa mundo, ngunit ang pisikal na batayan ng prinsipyong ito ay nangangahulugang ito ay bahagyang naiiba, at hindi gaanong maaasahan, kaysa sa maraming tao maniwala.

Ang pisikal na mga limitasyon sa paggawa ng mga chips na ito ay madaling itulak ang numero na iyon pabalik sa limang taon o higit pa, na mabisang nagpawalang-bisa sa Batas ng Moore.

Mga Larawan ng Source Wikimedia Commons