Gordon Moore tidak terlalu bersemangat ketika dia diminta untuk menulis sebuah artikel untuk merayakan peringatan 35 tahun majalah elektronik pada tahun 1965. “Mereka memberi saya tugas memprediksi apa yang akan terjadi dalam komponen silikon dalam sepuluh tahun ke depan.” Diingat 40 tahun kemudian. Tetapi sebagai direktur R&D di Fairfield Semiconductor, yang telah mengembangkan kemajuan transistor datar Pada tahun 1959, berlokasi sempurna untuk mengevaluasi kemajuan yang telah dibuat dalam enam tahun singkat.
Secara khusus, Moore memperhatikan bahwa Fairfield telah menggandakan jumlah transistor yang dapat ditempatkan dalam chip setiap tahun, untuk dapat memeras 60 di mana ada dua. Kemudian “diekstrapolasi secara membabi buta selama sekitar sepuluh tahun dan berkata, oke, pada tahun 1975 kita akan memiliki sekitar 60 ribu komponen dalam sebuah chip.” Dengan kata lain, setiap tahun jumlahnya berlipat ganda dan Moore mengira dia akan terus berlipat ganda. Prediksinya diperintahkan dan mudah dimengerti, tetapi yang terpenting, itu berhasil.
Idenya dengan cepat disebut hukum Moore, dan sebagian besar tetap benar sampai tahun 1975 (tepatnya tepat, jumlahnya berlipat ganda sembilan kali selama sepuluh tahun, bukan sepuluh kali lebih dari sepuluh tahun). Melihat komplikasi nanti, Moore meninjau prediksinya untuk menggandakan setiap dua tahun, dan terutama, prediksinya sekali lagi ternyata (kira -kira) tepat selama 40 tahun ke depan.
Satu -satunya kesalahannya adalah bahwa tingkat duplikasi sebenarnya lebih cepat, dua kali lipat setiap 21 bulan rata -rata.
Nubuat yang penuh diri Moore
Alasan keberhasilan prediksi Moore adalah bahwa itu menjadi panduan, hampir tujuan, untuk desainer chip. Ini terutama kasus Intel, perusahaan yang Gordon Moore ikut bergabung dengan Robert Noyce pada tahun 1968. Moore dan Noyce, salah satu insinyur di balik proses datar, melihat potensi di sirkuit terintegrasi yang dipengaruhi oleh Fairfield, yang dipengaruhi oleh resesi dan tidak berhati -hati.
Pada tahun 1971, Intel akan memiliki kesuksesan besar pertama: mikroprosesor 4004. Ini termasuk 2.300 transistor yang mengukur 10 mikron tebal, lima kali lebih tipis dari sekadar helai rambut manusia. Sedikit lebih dari sepuluh tahun kemudian, Intel memperkenalkan prosesor 80286, dengan 134.000 transistor masing -masing yang mengukur 1,5 mikron (karena ini, dikenal sebagai “1,5 mikron proses”). Perkembangan ini banyak muncul sejalan dengan undang -undang yang ditinjau Moore.
Ketika melihat ke belakang sepanjang tahun -tahun berikutnya, tahun 1980 -an, 1990 dan awal 2000 -an, tampaknya jalur kemajuannya lunak. Bagaimanapun, hukum Moore terus berlaku. Tapi itu hanya mungkin karena serangkaian kemajuan penting, masing -masing memecahkan masalah yang pada titik tertentu tampaknya mustahil.
Beberapa didasarkan pada ilmu material, seperti meningkatkan metode “doping” yang memasukkan kotoran ke dalam semikonduktor untuk lebih mengendalikan konduktivitas mereka. Atau penciptaan teknologi pelengkap dari superkonduktor logam oksida (CMOS) pada pertengahan -1980 -an, yang membawa konsumsi energi yang lebih rendah dan, oleh karena itu, lebih sedikit panas. Kemajuan lain datang dalam proses pembuatan, seperti pengembangan litografi ultraviolet ekstrem (EUV) untuk merekam pola dalam wafer yang lebih kecil dan lebih kecil.
Dan inovasi tidak berhenti. Kami menyebutkan prosesor datar, di mana transistor duduk di pesawat level, tepat di awal artikel ini. Dia mengambil penelitian dan pengembangan bertahun -tahun: (empat peneliti Jepang di Delta menciptakan desain vertikal pertama untuk prosesor pada tahun 1989) -Tapi ketika dia tiba, prosesor vertikal FinFet memberi Hukum Moore kehidupan baru pada tahun 2012 dalam bentuk prosesor Intel Generasi Ketiga Intel. Ini menggunakan prosesor 22 nm dan dikemas hingga 1,4 miliar prosesor.
Ini hanya beberapa inovasi yang tidak pernah bisa direncanakan oleh Gordon Moore, tetapi hukumnya benar. Tetapi ada masalah yang tampaknya mustahil di cakrawala: fisika.
Mengapa lebih kecil selalu lebih baik
Kunci rambut memiliki tebal sekitar 50 mikron. Limau debu sekitar lima mikron. Sel bakteri, seperti mycoplasma, berukuran 0,5 mikron. Sekarang, pertimbangkan bahwa transistor modern sering memiliki ketebalan 0,005 mikron, atau 5 nanometer (5 nm) dan akan menyadari bahwa kita mendekati tingkat atom. Kami merujuk pada apa yang secara harfiah: ruang antara pusat dua atom silikon yang berdekatan adalah sekitar 0,235 nanometer, sehingga dapat memeras sekitar 21 dalam ruang 5 nm.
Kemudian pertimbangkan bahwa proses pembuatan CPU terbaru telah dikurangi lebih lanjut, dari 5 nm menjadi 2 nm, yang berarti ruang untuk delapan atom silikon. Pada titik ini, kita mulai mencapai titik di mana mekanik kuantum Efeknya berlaku, seperti terowongan kuantum, yang Kebocoran elektron. Ini bukan properti yang Anda inginkan dalam transistor.
Semua ini berarti bahwa pendekatan langsung “melakukan hal -hal terkecil” tidak lagi berfungsi sendiri. Itulah sebabnya kami telah melihat perubahan miniaturisasi dan, di sisi lain, menuju prosesor yang lebih canggih, dengan setiap chip di setiap perangkat yang sekarang, termasuk banyak nuklei yang berbeda sehingga tugas dapat dibagi di antara mereka.
Apakah hukum Moore tetap relevan?
Dalam arti yang paling sederhana, tidak. Hari -hari kami dapat menggandakan jumlah transistor dalam chip setiap dua tahun jauh di belakang kami. Namun, hukum Moore telah bertindak sebagai alat pacu jantung dalam perlombaan beberapa dekade untuk membuat chip yang melakukan tugas yang lebih rumit lebih cepat, terutama karena harapan kami untuk kemajuan berkelanjutan berlanjut.
Untuk mengukur keberhasilannya, pertimbangkan bahwa jika hukum Moore telah menyarankan duplikasi setiap 10 tahun, bukan setiap dua, maka kita akan terjebak dengan komputer tahun 1980 -an. Steve Jobs tidak akan pernah bisa mengumumkan iPhone pada tahun 2007, menetapkan era smartphone.
Ritme ini adalah sesuatu yang sekarang dibutuhkan tidak hanya oleh konsumen, tetapi juga oleh sendi perusahaan teknologi. Ini adalah salah satu driver di balik unit pemrosesan neuronal (NPU) dalam prosesor baru -baru ini, yang mampu melaksanakan tempat kecerdasan buatan (AI) Tugas yang berada di luar jangkauan CPU konvensional. Untuk saat ini, teknologi ini dapat melakukan tugas -tugas sederhana, seperti menghilangkan orang yang tidak diinginkan dari konteks foto kami, tetapi ini hanyalah permulaan.
NPU adalah berita bagus hari ini, seperti yang setara dengan NVIDIA di pusat data yang mempromosikan chatgpt, midjourney dan layanan AI lainnya yang secara bertahap kami percayai. Sementara itu, tampaknya asisten pribadi AI adalah irama jarak, dengan lompatan yang lebih besar yang bisa tiba pada dekade berikutnya.
Kami masih tidak dapat memastikan apa yang akan disiratkan oleh lompatan itu. Apa yang dapat kita katakan adalah bahwa perkembangan saat ini terjadi di laboratorium penelitian universitas dan divisi R&D di megacorporation seperti Intel. Salah satu laboratorium itu masih bisa menyelesaikan cara untuk melewati lebih banyak transistor di daerah yang lebih kecil, atau mungkin menjauh dari transistor sepenuhnya, tetapi tampaknya tidak mungkin.
Sebaliknya, hukum Moore hidup sebagai harapan akan ritme kemajuan. Harapan bahwa semua perusahaan teknologi dari Deepseek ke Openai akan terus digunakan sebagai panduan.
