Дом Перспективное мышление Закон Мура в 50: определение скорости изменения

Закон Мура в 50: определение скорости изменения

Видео: FDLK черное вольфрамовое охотничье кольцо обручальное Ð (Октября 2024)

Видео: FDLK черное вольфрамовое охотничье кольцо обручальное Ð (Октября 2024)
Anonim

В эти выходные исполняется 50 лет с того момента, как соучредитель Intel Гордон Мур опубликовал статью, в которой была сформулирована концепция «закона Мура», идея о том, что плотность транзисторов будет удваиваться с каждым новым поколением технологий.

Эта концепция стала основной движущей силой в нашем технологическом мире, поскольку мы перешли от интегральных микросхем, которые содержали менее 50 транзисторов и резисторов 50 лет назад, к современным микросхемам, где новые двухъядерные процессоры Intel Broadwell Core для ноутбуков имеют 1, 9. миллиард транзисторов, а высококачественный чип Xeon имеет 4, 3 миллиарда транзисторов. Мы видели довольно удивительный прогресс, и это привело к тому, что у нас были мобильные телефоны, которые имеют эквивалентную мощность суперкомпьютеров не так давно.

Под названием «Создание большего количества компонентов на интегральных микросхемах» оригинальная статья Мура появилась в выпуске журнала « Электроника» , посвященном 35-й годовщине, от 19 апреля 1965 года. (Перепечатка доступна здесь.) В статье Мур отметил, что «сложность для минимального компонента затраты увеличивались со скоростью примерно в два раза в год, что означает, что число транзисторов на микросхему удваивалось каждый год. Был даже график, показывающий, как это будет продолжаться в течение следующих 10 лет.

Чтобы понять это, Мур говорит, что он вернулся к разработке первоначальных плоских интегральных микросхем в 1959 году и наметил количество компонентов на микросхеме за прошедшие четыре года на полулоговой бумаге. Он заметил, что «Ага, это удваивается каждый год». (Мур рассказывал эту историю много раз, в том числе в интервью 1997 года для меня для журнала PC Magazine и недавнем интервью с Intel.)

Предстоящая биография Мура предполагает, что он на самом деле думал в том же духе двумя годами ранее, когда писал более раннюю статью, но именно в статье « Электроника» была представлена ​​концепция регулярного удвоения компонентов.

В документе Мур предсказал, что к 1975 году «количество компонентов на интегральную схему при минимальных затратах (будет) составило бы 65 000» - огромный рост, но оказалось, что он очень близок к тому, чего на самом деле достигли инженеры.

На момент написания оригинальной статьи Мур занимался исследованиями и разработками в Fairchild Semiconductor, где он был одним из соучредителей. Он и Роберт Нойс покинули Fairchild, чтобы сформировать Intel в 1968 году, и компания была в значительной степени определена своим стремлением продолжать удваивать плотность транзисторов на регулярной основе.

Фраза «Закон Мура» была придумана профессором Калифорнийского технологического института Карвером Мидом примерно через 10 лет после появления статьи, и она застряла, хотя сам Мур сопротивлялся этому термину в течение многих лет.

В 1975 году Мур обновил свой прогноз до удвоения каждые два года, и в течение большей части прошедших лет мы видели, как производители микросхем пытались достичь этого прогноза. В течение многих лет корпорация Intel представляла новые процессорные узлы на регулярной основе в течение двух лет со своей «тиковой» частотой, и, хотя более поздние 14-нм и 16-нм узлы немного отстали, концепция продолжает стимулировать индустрию микросхем. Среди этих компаний - Intel, производители полупроводников, которые производят микросхемы для других компаний (таких как Globalfoundries, Samsung и TSMC), и различные производители памяти (хотя производители флэш-памяти NAND недавно перешли от попыток получить более плотные планарные чипы для 3D NAND. стружка).

Важно отметить, что закон Мура - это не физический закон, а скорее предсказание того, как быстро будет развиваться отрасль; и цель, которую пытается достичь отрасль, тратя миллиарды долларов на исследования, разработку и производство новых и все более сложных чипов.

Как долго продлится закон Мура? Никто на самом деле не знает. Нынешний генеральный директор Intel Брайан Крзанич сказал, что «наша задача - продолжать работу как можно дольше». Попутно производители микросхем разработали новые материалы и конструкции (такие как высокопрочный металлический затвор и напряженный кремний) и новые структуры, такие как FinFET или, как называет это Intel, технологию Tri-Gate. На данный момент все 14-нм и 16-нм логическое производство использует эти инструменты вместе с оптической литографией с несколькими узорами - короче говоря, это становится все труднее и дороже, но закон Мура продолжается.

Недавно Intel и такие компании, как Samsung и TSMC, начали инвестировать в производство 10 нм, и мы, вероятно, начнем видеть первые 10 нм продукты в 2017 году или около того. Intel заявляет, что, по ее мнению, производство 7 нм не только произойдет, но и продолжит демонстрировать снижение стоимости на транзистор, и большинство чипов, с которыми я говорил, убеждены, что производство 5 нм будет следовать, хотя неясно, насколько эти новые узлы будут стоить или будет ли двухлетняя каденция все еще возможной или эффективной. Чтобы двигаться вперед, в ближайшие несколько лет нам, вероятно, потребуется использовать новые материалы, такие как кремний-германий или так называемые соединения III-V; новые структуры, такие как универсальные или нанопроводные технологии; и новые инструменты литографии, такие как экстремальные ультрафиолетовые (EUV) инструменты.

Как сказал Мур в более недавнем интервью: «В 1965 году, и когда я обновил свои наблюдения в 1975 году, я не предсказал, когда эта тенденция закончится. Это хорошо, потому что я уверен, что был бы удивлен. Индустрия была феноменально креативна, продолжая увеличивать сложность микросхем. В это трудно поверить - по крайней мере, мне трудно в это поверить - что сейчас мы говорим о миллиардах транзисторов на одном чипе, а не о десятках, сотнях или тысячах.

«Это технология, которая была гораздо более открытой, чем я думал в 1965 или 1975 году. И пока неясно, когда она придет к концу».

За последние 50 лет закон Мура продвинул вперед технологическую индустрию, позволив удивительным изменениям в электронике и смежных технологиях, которые мы наблюдали за этот период, от ПК до смартфонов, коммуникаций и цифровых телевизоров. Трудно предсказать, что нового он принесет в будущем.

Закон Мура в 50: определение скорости изменения