摩尔定律
什么是摩尔定律?
摩尔定律指的是戈登摩尔的看法,即微芯片上的晶体管数量每两年翻一番,尽管计算机的成本减半。摩尔定律指出,我们可以期望计算机的速度和能力每两年增加一次,我们将为它们支付更少的费用。摩尔定律的另一个原则断言,这种增长是指数级的。
了解摩尔定律
1965 年,英特尔 (INTC) 的联合创始人戈登·E·摩尔 (Gordon E. Moore) 假设可以装入给定空间单位的晶体管数量大约每两年翻一番。
戈登摩尔并没有将他的观察称为“摩尔定律”,也没有着手创建“定律”。摩尔发表这一声明的基础是注意到英特尔芯片制造的新兴趋势。最终,摩尔的洞察力变成了一种预测,进而成为被称为摩尔定律的黄金法则。
在 Gordon Moore 最初观察之后的几十年里,摩尔定律指导着半导体行业的长期规划和设定研发 (R&D) 目标。摩尔定律一直是技术和社会变革、生产力和经济增长的驱动力,这些都是 20 世纪末和 21 世纪初的标志。
摩尔定律意味着计算机、在计算机上运行的机器以及计算能力都会随着时间的推移变得更小、更快、更便宜,因为集成电路上的晶体管变得更加高效。
##近60岁;仍然强大
50 多年后,我们从许多方面感受到摩尔定律的持久影响和好处。
计算
随着集成电路中的晶体管变得更加高效,计算机变得更小更快。芯片和晶体管是包含碳和硅分子的微观结构,它们完美地对齐以更快地沿着电路移动电流。微芯片处理电信号的速度越快,计算机的效率就越高。高性能计算机的成本每年都在下降,部分原因是劳动力成本降低和半导体价格下降。
### 电子产品
实际上,高科技社会的方方面面都受益于摩尔定律的实施。没有微型处理器,移动设备(如智能手机和平板电脑)将无法工作;视频游戏、电子表格、准确的天气预报和全球定位系统(GPS) 也不会。
所有行业受益
此外,更小、更快的计算机改善了交通、医疗保健、教育和能源生产——仅举几例由于计算机芯片功能的增强而取得进步的行业。
摩尔定律即将终结
专家们一致认为,计算机应该在 2020 年代的某个时候达到摩尔定律的物理极限。晶体管的高温最终将无法创建更小的电路。这是因为冷却晶体管所消耗的能量比已经通过晶体管的能量要多。在 2005 年的一次采访中,摩尔本人承认“......材料由原子构成的事实是基本的限制,而且并不遥远......我们正在挑战一些相当基本的限制,所以这些天我们'将不得不停止让事情变得更小。
创造不可能?
摩尔定律可能即将自然消亡的事实也许是芯片制造商自己最痛苦的事实。因为这些公司背负着制造更强大的芯片以对抗实际赔率的任务。甚至英特尔也在与自己及其行业竞争,以创造最终可能无法实现的东西。
2012 年,凭借其 22 纳米 (nm) 处理器,英特尔能够吹嘘在量产产品中拥有世界上最小、最先进的晶体管。 2014年,英特尔推出了更小、更强大的14nm芯片;如今,该公司正努力将其 10nm 芯片推向市场。
从透视角度来看,一纳米是十亿分之一米,小于可见光的波长。原子的直径范围从大约 0.1 到 0.5 纳米。
特别注意事项
无限赋能和相互关联的未来的愿景带来了挑战和好处。半个多世纪以来,缩小的晶体管推动了计算的进步,但很快工程师和科学家必须找到其他方法来使计算机更强大。代替物理过程,应用程序和软件可能有助于提高计算机的速度和效率。云计算、无线通信、物联网 (IoT) 和量子物理学都可能在计算机技术创新的未来发挥作用。
尽管人们越来越关注隐私和安全,但从长远来看,更智能的计算技术的优势可以帮助我们保持更健康、更安全和更高效。
## 强调
摩尔定律指出,微芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番,尽管计算机的成本减半。
摩尔定律的另一个原则是微处理器的增长是指数级的。
1965 年,英特尔的联合创始人 Gordon E. Moore 做出了这一被称为摩尔定律的观察。
## 常问问题
摩尔定律如何影响计算?
摩尔定律对计算能力的进步产生了直接的影响。这具体意味着,集成电路中的晶体管变得更快。晶体管导电,其中含有碳和硅分子,可以使电流在电路中运行得更快。集成电路导电的速度越快,计算机的运行速度就越快。
###摩尔定律即将终结?
根据专家意见,摩尔定律预计将在 2020 年代的某个时候结束。这意味着计算机预计将达到其极限,因为晶体管将无法在越来越高的温度下在较小的电路中运行。这是因为冷却晶体管需要比通过晶体管本身的能量更多的能量。
什么是摩尔定律?
1965 年,George Moore 假设大约每两年,微芯片上的晶体管数量就会翻一番。这种现象通常被称为摩尔定律,表明计算进程将随着时间的推移变得更快、更小、更高效。摩尔定律被广泛认为是 21 世纪的标志性理论之一,它对技术进步的未来具有重要意义——以及它可能存在的局限性。