Prawo Moore'a

Jakie jest prawo Moore'a?

Prawo Moore'a odnosi się do spostrzeżeń Gordona Moore'a, że liczba tranzystorów w mikroczipie podwaja się co dwa lata, chociaż koszt komputerów zmniejsza się o połowę. Prawo Moore'a mówi, że możemy oczekiwać, że szybkość i możliwości naszych komputerów będą rosły co kilka lat i będziemy za nie płacić mniej. Inna zasada prawa Moore'a głosi, że wzrost ten jest wykładniczy.

Zrozumienie prawa Moore'a

W 1965 r. Gordon E. Moore — współzałożyciel firmy Intel (INTC) — postulował, że liczba tranzystorów, które można upakować w danej jednostce przestrzeni, podwoi się mniej więcej co dwa lata.

Gordon Moore nie nazwał swojej obserwacji „Prawem Moore'a” ani nie zamierzał stworzyć „prawa”. Moore złożył to oświadczenie w oparciu o dostrzeganie pojawiających się trendów w produkcji chipów w Intelu. Ostatecznie spostrzeżenia Moore'a stały się przepowiednią, która z kolei stała się złotą zasadą znaną jako Prawo Moore'a.

W dziesięcioleciach, które nastąpiły po pierwotnej obserwacji Gordona Moore'a, Prawo Moore'a kierowało przemysłem półprzewodników w długoterminowym planowaniu i wyznaczaniu celów dla badań i rozwoju (R&D). Prawo Moore'a było siłą napędową zmian technologicznych i społecznych, produktywności i wzrostu gospodarczego, które są cechami charakterystycznymi końca XX i początku XXI wieku.

Prawo Moore'a sugeruje, że komputery, maszyny działające na komputerach i moc obliczeniowa z czasem stają się mniejsze, szybsze i tańsze, ponieważ tranzystory w układach scalonych stają się bardziej wydajne.

Prawie 60 lat; Wciąż silny

Ponad 50 lat później na wiele sposobów odczuwamy trwały wpływ i korzyści płynące z prawa Moore'a.

Przetwarzanie danych

Ponieważ tranzystory w układach scalonych stają się bardziej wydajne, komputery stają się mniejsze i szybsze. Chipy i tranzystory to mikroskopijne struktury zawierające cząsteczki węgla i krzemu, które są idealnie dopasowane, aby szybciej przemieszczać energię elektryczną wzdłuż obwodu. Im szybciej mikrochip przetwarza sygnały elektryczne, tym wydajniejszy staje się komputer. Koszt komputerów o większej mocy spada z roku na rok, częściowo z powodu niższych kosztów pracy i niższych cen półprzewodników.

###Elektronika

Praktycznie każdy aspekt społeczeństwa high-tech korzysta z działania Prawa Moore'a. Urządzenia mobilne, takie jak smartfony i tablety komputerowe, nie działałyby bez małych procesorów; Podobnie gry wideo, arkusze kalkulacyjne, dokładne prognozy pogody i globalne systemy pozycjonowania (GPS).

Korzyści dla wszystkich sektorów

Co więcej, mniejsze i szybsze komputery usprawniają transport, opiekę zdrowotną, edukację i produkcję energii – żeby wymienić tylko kilka branż, które rozwinęły się dzięki zwiększonej mocy chipów komputerowych.

Zbliżający się koniec prawa Moore'a

Eksperci są zgodni, że w latach dwudziestych komputery powinny osiągnąć fizyczne granice prawa Moore'a. Wysokie temperatury tranzystorów ostatecznie uniemożliwiłyby tworzenie mniejszych obwodów. Dzieje się tak, ponieważ chłodzenie tranzystorów pochłania więcej energii niż ilość energii, która już przechodzi przez tranzystory. W wywiadzie z 2005 r. sam Moore przyznał, że „… fakt, że materiały są zbudowane z atomów, jest podstawowym ograniczeniem i nie jest tak daleko… Przekraczamy pewne dość podstawowe ograniczenia, więc pewnego dnia możemy będziemy musieli przestać zmniejszać rzeczy”.

Tworzenie niemożliwego?

Fakt, że prawo Moore'a może zbliżać się do naturalnej śmierci, boleśnie odczuwają sami producenci chipów; ponieważ firmy te są obarczone zadaniem budowania coraz potężniejszych chipów wbrew rzeczywistości fizycznych szans. Nawet Intel konkuruje ze sobą i ze swoją branżą, aby stworzyć coś, co ostatecznie może nie być możliwe.

W 2012 roku, dzięki 22-nanometrowemu procesorowi (nm), Intel mógł pochwalić się posiadaniem najmniejszych i najbardziej zaawansowanych tranzystorów na świecie w masowo produkowanym produkcie. W 2014 r. Intel wprowadził jeszcze mniejszy, mocniejszy układ 14 nm; a dziś firma walczy o wprowadzenie na rynek swojego chipa 10 nm.

W perspektywie jeden nanometr to jedna miliardowa metra, czyli mniejsza niż długość fali światła widzialnego. Średnica atomu waha się od około 0,1 do 0,5 nanometra.

Uwagi specjalne

Wizja nieskończenie wzmocnionej i połączonej przyszłości niesie ze sobą zarówno wyzwania, jak i korzyści. Kurczące się tranzystory od ponad pół wieku napędzają postęp w informatyce, ale wkrótce inżynierowie i naukowcy muszą znaleźć inne sposoby na zwiększenie możliwości komputerów. Zamiast fizycznych procesów, aplikacje i oprogramowanie mogą pomóc poprawić szybkość i wydajność komputerów. Przetwarzanie w chmurze, komunikacja bezprzewodowa, Internet rzeczy (IoT) i fizyka kwantowa mogą odegrać rolę w przyszłości innowacji w dziedzinie technologii komputerowych.

Pomimo rosnących obaw związanych z prywatnością i bezpieczeństwem, zalety coraz inteligentniejszych technologii komputerowych mogą pomóc nam w utrzymaniu zdrowia, bezpieczeństwa i większej produktywności na dłuższą metę.

##Przegląd najważniejszych wydarzeń

Prawo Moore'a mówi, że liczba tranzystorów w mikroczipie podwaja się co dwa lata, chociaż koszt komputerów zmniejsza się o połowę.
Inna zasada Prawa Moore'a mówi, że wzrost mikroprocesorów jest wykładniczy.
W 1965 roku Gordon E. Moore, współzałożyciel firmy Intel, dokonał tej obserwacji, która stała się znana jako Prawo Moore'a.

##FAQ

Jak prawo Moore'a wpłynęło na informatykę?

Prawo Moore'a miało bezpośredni wpływ na rozwój mocy obliczeniowej. Oznacza to konkretnie, że tranzystory w układach scalonych stały się szybsze. Tranzystory przewodzą prąd, który zawiera cząsteczki węgla i krzemu, które mogą przyspieszyć przepływ prądu w obwodzie. Im szybciej układ scalony przewodzi prąd, tym szybciej działa komputer.

Czy prawo Moore'a dobiega końca?

Według opinii ekspertów szacuje się, że prawo Moore'a skończy się w latach dwudziestych. Oznacza to, że przewiduje się, że komputery osiągną swoje granice, ponieważ tranzystory nie będą w stanie działać w mniejszych obwodach w coraz wyższych temperaturach. Wynika to z faktu, że chłodzenie tranzystorów będzie wymagało więcej energii niż energia, która przechodzi przez sam tranzystor.

Co to jest prawo Moore'a?

W 1965 roku George Moore zakładał, że mniej więcej co dwa lata liczba tranzystorów w mikrochipach będzie się podwajać. Powszechnie określane jako prawo Moore'a, zjawisko to sugeruje, że postęp obliczeniowy stanie się z czasem znacznie szybszy, mniejszy i bardziej wydajny. Powszechnie uważane za jedną z głównych teorii XXI wieku, Prawo Moore'a niesie ze sobą znaczące implikacje dla przyszłości postępu technologicznego – wraz z jego możliwymi ograniczeniami.