Video: Natuurkunde uitleg Beweging 5: Snelheid en afstand grafieken (November 2024)
Dat concept is een belangrijke drijfveer geweest in onze technologische wereld, omdat we 50 jaar geleden zijn overgestapt van geïntegreerde schakelingen met minder dan 50 transistoren en weerstanden tot de chips van vandaag, waar de nieuwe Intel "Broadwell" dual-core Core-chips voor laptops 1, 9 miljard transistors en de high-end Xeon-chip heeft 4, 3 miljard transistors. We hebben behoorlijk verbazingwekkende vooruitgang gezien en het heeft ertoe geleid dat we mobiele telefoons hebben met het equivalent van supercomputers van niet zo lang geleden.
Met de titel "Meer componenten op geïntegreerde schakelingen proppen", verscheen het oorspronkelijke artikel van Moore in het 35-jarig jubileumnummer van Electronics Magazine , gedateerd 19 april 1965. (Een herdruk is hier online.) Moore merkte in de krant op dat "de complexiteit voor minimale componenten de kosten zijn gestegen met ongeveer twee per jaar, "wat betekent dat het aantal transistors per chip elk jaar verdubbelde. Er was zelfs een grafiek die liet zien hoe dit zich de komende 10 jaar zou uitstrekken.
Om dit uit te zoeken, zegt Moore dat hij terugging naar de ontwikkeling van de initiële vlakke geïntegreerde schakelingen in 1959 en het aantal componenten op een chip in de tussenliggende vier jaar op semi-log papier had uitgezet. Hij merkte op dat "Aha, het is elk jaar verdubbeld." (Moore heeft het verhaal vaak verteld, onder meer in een interview met mij voor PC Magazine uit 1997 en een recent interview met Intel.)
Een opkomende biografie van Moore suggereert dat hij eigenlijk twee jaar eerder in soortgelijke lijnen dacht toen hij een eerdere paper schreef, maar het was de Electronics- paper die het concept van een regelmatige verdubbeling van componenten introduceerde.
In de krant voorspelde Moore dat tegen 1975 "het aantal componenten per geïntegreerd circuit voor minimale kosten 65.000 zou zijn" - een enorme toename, maar een die zeer dicht in de buurt kwam van wat ingenieurs daadwerkelijk hebben bereikt.
Ten tijde van het oorspronkelijke artikel rende Moore R&D bij Fairchild Semiconductor, waar hij een van de mede-oprichters was. Hij en Robert Noyce verlieten Fairchild om Intel te vormen in 1968, en het bedrijf is vrijwel bepaald door zijn toewijding om de verdubbeling van de transistordichtheid op regelmatige basis voort te zetten.
De uitdrukking "Wet van Moore" werd bedacht door Caltech-professor Carver Mead ongeveer 10 jaar nadat het artikel verscheen en het bleef hangen, hoewel Moore zelf jarenlang weerstand bood aan de term.
In 1975 heeft Moore zijn projectie om de twee jaar bijgewerkt tot een verdubbeling, en gedurende de meeste tussenliggende jaren hebben chipfabrikanten geprobeerd die projectie te bereiken. Jarenlang introduceerde Intel nieuwe processorknooppunten volgens een regelmatig schema van twee jaar met zijn "tick-tock" cadans, en hoewel de meer recente 14nm- en 16nm-knooppunten een beetje achterlopen, blijft het concept de chipindustrie aansturen. Onder deze bedrijven bevinden zich Intel, de halfgeleidergieterijen die chips maken voor andere bedrijven (zoals Globalfoundries, Samsung en TSMC), en de verschillende geheugenmakers (hoewel NAND-flashmakers recentelijk zijn overgegaan van het proberen om meer dichte vlakke chips naar 3D NAND te krijgen chips).
Het is belangrijk op te merken dat de wet van Moore geen fysieke wet is - het is eerder een voorspelling van hoe snel de industrie zal bewegen; en een doel dat de industrie probeert te bereiken, miljarden dollars uitgeven aan onderzoek, ontwerp en productie van nieuwe en steeds complexere chips.
Hoe lang blijft de wet van Moore van kracht? Niemand weet het echt. De huidige CEO van Intel, Brian Krzanich, heeft gezegd: "Het is onze taak om het zo lang mogelijk vol te houden." Onderweg hebben chipfabrikanten nieuwe materialen en structuren (zoals high-k / metal gate en gespannen silicium) en nieuwe structuren zoals FinFET's of, zoals Intel het noemt, Tri-Gate-technologie ontwikkeld. Op dit moment gebruikt alle 14nm en 16nm logica productie deze tools samen met multi-patroon optische lithografie - kortom, het is moeilijker en duurder geworden, maar de wet van Moore gaat door.
Onlangs zijn Intel en bedrijven als Samsung en TSMC begonnen met investeren in 10 nm productie en we zullen waarschijnlijk de eerste 10 nm-producten in 2017 of zo zien. Intel heeft gezegd dat het gelooft dat 7nm-productie niet alleen zou gebeuren, maar ook een daling van de kosten per transistor zou blijven vertonen, en de meeste chipmensen die ik heb gesproken zijn ervan overtuigd dat 5nm-productie zal volgen, hoewel het onduidelijk is hoeveel deze nieuwe knooppunten zouden kosten of dat een cadans van twee jaar nog steeds mogelijk of efficiënt is. Om de komende jaren vooruit te gaan, zullen we waarschijnlijk nieuwe materialen moeten gebruiken, zoals silicium-germanium of zogenaamde III-V-verbindingen; nieuwe structuren, zoals gate-all-around of nanodraadtechnologie; en nieuwe lithografische hulpmiddelen zoals extreme ultraviolet (EUV) hulpmiddelen.
Zoals Moore zei in het recentere interview: "In 1965, en toen ik mijn observatie in 1975 bijwerkte, had ik niet voorspeld wanneer deze trend zou eindigen. Het is een goede zaak, want ik weet zeker dat ik verrast zou zijn. De industrie is fenomenaal creatief in het blijven verhogen van de complexiteit van chips. Het is moeilijk te geloven - althans het is moeilijk voor mij om te geloven - dat we het nu hebben over miljarden transistors op een chip in plaats van 10s, honderden of duizenden.
"Het is een technologie die veel opener is geweest dan ik in 1965 of 1975 had gedacht. En het is nog niet duidelijk wanneer het zal eindigen."
De wet van Moore heeft de technologie-industrie de afgelopen 50 jaar vooruit gestuwd, waardoor de verbazingwekkende veranderingen in elektronica en aanverwante technologieën die we in die periode hebben gezien, van pc's tot smartphones tot communicatie en digitale tv's mogelijk zijn geworden. Het is moeilijk te voorspellen welke nieuwe dingen het in de toekomst zal brengen.
