Mooren laki
Mikä on Mooren laki?
Mooren laki viittaa Gordon Mooren käsitykseen, jonka mukaan mikrosirun transistoreiden määrä kaksinkertaistuu joka toinen vuosi, vaikka tietokoneiden hinta puolittuu. Mooren lain mukaan voimme odottaa tietokoneidemme nopeuden ja kapasiteetin kasvavan parin vuoden välein, ja maksamme niistä vähemmän. Toinen Mooren lain periaate väittää, että tämä kasvu on eksponentiaalista.
Mooren lain ymmärtäminen
Vuonna 1965 Gordon E. Moore, Intelin (INTC) perustaja, oletti, että tiettyyn tilayksikköön pakattavien transistorien määrä kaksinkertaistuu noin kahden vuoden välein.
Gordon Moore ei kutsunut havaintoa "Mooren laiksi", eikä hän aikonut luoda "lakia". Moore teki tämän lausunnon huomioimalla nousevia suuntauksia Intelin siruvalmistuksessa. Lopulta Mooren oivalluksesta tuli ennustus, josta puolestaan tuli kultainen sääntö, joka tunnetaan nimellä Mooren laki.
Gordon Mooren alkuperäistä havaintoa seuranneina vuosikymmeninä Mooren laki ohjasi puolijohdeteollisuutta pitkän aikavälin suunnittelussa ja tutkimus- ja kehitystyön (T&K) tavoitteiden asettamisessa. Mooren laki on ollut teknologisen ja sosiaalisen muutoksen, tuottavuuden ja talouskasvun liikkeellepaneva voima, jotka ovat 1900-luvun lopun ja 2000-luvun alun tunnusmerkkejä.
Mooren laki edellyttää, että tietokoneet, tietokoneilla toimivat koneet ja laskentateho pienenevät, nopeutuvat ja halvenevat ajan myötä, kun integroitujen piirien transistorit tehostuvat.
Lähes 60 vuotta vanha; Yhä vahva
Yli 50 vuotta myöhemmin tunnemme Mooren lain kestävän vaikutuksen ja hyödyt monin tavoin.
Tietojenkäsittely
integroitujen piirien transistorit tehostuvat, tietokoneista tulee pienempiä ja nopeampia. Sirut ja transistorit ovat mikroskooppisia rakenteita, jotka sisältävät hiili- ja piimolekyylejä, jotka on kohdistettu täydellisesti siirtämään sähköä pitkin piiriä nopeammin. Mitä nopeammin mikrosiru käsittelee sähköisiä signaaleja, sitä tehokkaampi tietokone on. Tehokkaampien tietokoneiden hinnat ovat laskeneet vuosittain, mikä johtuu osittain alhaisemmista työvoimakustannuksista ja puolijohdehintojen laskusta.
###Elektroniikka
Käytännössä kaikki korkean teknologian yhteiskunnan osa-alueet hyötyvät Mooren laista toiminnassa. Mobiililaitteet, kuten älypuhelimet ja tietokonetabletit, eivät toimisi ilman pieniä prosessoreita; eivät myöskään videopelit, laskentataulukot, tarkat sääennusteet ja globaalit paikannusjärjestelmät (GPS).
Kaikki sektorit hyötyvät
Lisäksi pienemmät ja nopeammat tietokoneet parantavat liikennettä, terveydenhuoltoa, koulutusta ja energiantuotantoa – mainitakseni vain muutamia toimialoja, jotka ovat edistyneet tietokonesirujen lisääntyneen tehon ansiosta.
Mooren lain lähestyvä loppu
Asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että tietokoneiden pitäisi saavuttaa Mooren lain fyysiset rajat jossain vaiheessa 2020-luvulla. Transistorien korkeat lämpötilat tekisivät lopulta mahdottomaksi luoda pienempiä piirejä. Tämä johtuu siitä, että transistorien jäähdyttäminen vie enemmän energiaa kuin se energiamäärä, joka jo kulkee transistorien läpi. Vuoden 2005 haastattelussa Moore itse myönsi, että "...se tosiasia, että materiaalit on valmistettu atomeista, on perustavanlaatuinen rajoitus, eikä se ole niin kaukana...Työstämme joitain melko perustavanlaatuisia rajoja, joten jonain päivänä me meidän on lopetettava asioiden pienentäminen."
Luodaan mahdotonta?
Se tosiasia, että Mooren laki saattaa lähestyä luonnollista kuolemaansa, on ehkä tuskallisimmin läsnä siruvalmistajilla itsellään; koska näiden yritysten tehtävänä on rakentaa yhä tehokkaampia pelimerkkejä fyysisten todennäköisyyksien todellisuutta vastaan. Jopa Intel kilpailee itsensä ja toimialansa kanssa luodakseen sellaista, mikä ei lopulta ehkä ole mahdollista.
Vuonna 2012 Intel saattoi 22 nanometrin (nm) prosessorillaan ylpeillä siitä, että sillä on maailman pienimmät ja edistyneimmät transistorit massatuotantona. Vuonna 2014 Intel lanseerasi vielä pienemmän, tehokkaamman 14 nm:n sirun; ja tänään yritys kamppailee tuodakseen 10 nm:n sirunsa markkinoille.
Perspektiivissä yksi nanometri on metrin miljardisosa, pienempi kuin näkyvän valon aallonpituus. Atomin halkaisija vaihtelee noin 0,1-0,5 nanometriä.
Erityisiä huomioita
Visio loputtomasti voimakkaasta ja toisiinsa yhdistetystä tulevaisuudesta tuo sekä haasteita että etuja. Kutistuvat transistorit ovat edistäneet tietojenkäsittelyä yli puolen vuosisadan ajan, mutta pian insinöörien ja tutkijoiden on löydettävä muita tapoja tehdä tietokoneista tehokkaampia. Fyysisten prosessien sijaan sovellukset ja ohjelmistot voivat auttaa parantamaan tietokoneiden nopeutta ja tehokkuutta. Pilvilaskenta, langaton viestintä, esineiden internet (IoT) ja kvanttifysiikka voivat kaikki olla osansa tulevaisuuden tietokoneteknologian innovaatioissa.
Huolimatta yksityisyyttä ja turvallisuutta koskevista kasvavista huolenaiheista, yhä älykkäämmän laskentatekniikan edut voivat auttaa pitämään meidät terveempinä, turvallisempana ja tuottavampana pitkällä aikavälillä.
##Kohokohdat
Mooren lain mukaan mikrosirun transistorien määrä kaksinkertaistuu noin kahden vuoden välein, vaikka tietokoneiden hinta puolittuu.
Toinen Mooren lain periaate sanoo, että mikroprosessorien kasvu on eksponentiaalista.
Vuonna 1965 Gordon E. Moore, yksi Intelin perustajista, teki tämän havainnon, joka tuli tunnetuksi Mooren laina.
##UKK
Miten Mooren laki on vaikuttanut tietojenkäsittelyyn?
Mooren lailla on ollut suora vaikutus laskentatehon kehitykseen. Tämä tarkoittaa erityisesti sitä, että integroitujen piirien transistorit ovat nopeutuneet. Transistorit johtavat sähköä, jotka sisältävät hiili- ja piimolekyylejä, jotka voivat saada sähkön kulkemaan nopeammin piirin läpi. Mitä nopeammin integroitu piiri johtaa sähköä, sitä nopeammin tietokone toimii.
Onko Mooren laki loppumassa?
Asiantuntijan arvion mukaan Mooren lain arvioidaan päättyvän joskus 2020-luvulla. Tämä tarkoittaa sitä, että tietokoneiden ennustetaan saavuttavan rajansa, koska transistorit eivät pysty toimimaan pienemmissä piireissä yhä korkeammissa lämpötiloissa. Tämä johtuu siitä, että transistorien jäähdyttäminen vaatii enemmän energiaa kuin itse transistorin läpi kulkeva energia.
Mikä on Mooren laki?
Vuonna 1965 George Moore esitti, että noin kahden vuoden välein mikrosirujen transistorien määrä kaksinkertaistuu. Tämä ilmiö, jota kutsutaan yleisesti Mooren laiksi, viittaa siihen, että laskennan edistyminen tulee ajan myötä huomattavasti nopeammaksi, pienemmäksi ja tehokkaammaksi. Laajalti yhdeksi 2000-luvun tunnusomaisista teorioista pidetyllä Mooren lailla on merkittäviä vaikutuksia teknologisen kehityksen tulevaisuuteen – mahdollisten rajoitusten ohella.
