Ang batas ni Moore sa 50: tinukoy ang bilis ng pagbabago

Ang katapusan ng linggo na ito ay nagmamarka ng 50 taon mula nang mailathala ng co-founder ng Gordon na si Gordon Moore ang papel na nagbigay ng konsepto ng "Moore's Law, " ang ideya na ang density ng transistor ay doble sa bawat bagong henerasyon ng teknolohiya.

Ang konsepto na iyon ay naging isang pangunahing driver sa aming teknolohikal na mundo, dahil lumipat kami mula sa mga integrated circuit na naglalaman ng mas mababa sa 50 transistor at resistors 50 taon na ang nakakaraan hanggang sa ngayon, kung saan ang bagong Intel "Broadwell" dual-core Core chips para sa mga laptop ay may 1.9 bilyong transistor at ang high-end na Xeon chip ay mayroong 4.3 bilyong transistor. Nakita namin ang kamangha-manghang pag-unlad, at humantong ito sa amin na magkaroon ng mga mobile phone na may katumbas na kapangyarihan ng mga supercomputers mula sa hindi masyadong matagal.

Na may pamagat na "Cramming More Components papunta sa Pinagsamang Circuits, " ang orihinal na artikulo ni Moore ay lumitaw sa ika-35 na anibersaryo ng isyu ng Electronics Magazine, napetsahan noong Abril 19, 1965. (Ang isang muling pagsulat ay online dito.) Sa papel, sinabi ni Moore na "ang pagiging kumplikado para sa minimum na sangkap ang mga gastos ay tumaas sa isang rate ng halos dalawang bawat taon, "nangangahulugang ang bilang ng mga transistors bawat chip ay pagdodoble bawat taon. Mayroong isang graph na nagpapakita kung paano ito mapapalawak sa susunod na 10 taon.

Upang malaman ito, sinabi ni Moore na bumalik siya sa pag-unlad ng paunang integrated circuit ng planar noong 1959, at naisip ang bilang ng mga sangkap sa isang maliit na tilad sa intervening apat na taon sa semi-log paper. Napansin niya na "Aha, nagdodoble bawat taon." (Maraming beses na sinabi ni Moore ang kuwento, kasama ang isang pakikipanayam sa akin sa 1997 para sa PC Magazine at isang panayam kamakailan sa Intel.)

Ang isang paparating na talambuhay ng Moore ay nagmumungkahi na siya ay tunay na nag-iisip sa magkatulad na mga linya dalawang taon nang mas maaga nang sumulat siya ng isang naunang papel, ngunit ito ay ang papel na Elektroniko na nagpakilala sa konsepto ng isang regular na pagdodoble sa mga sangkap.

Sa papel, hinulaang ni Moore na noong 1975, "ang bilang ng mga sangkap sa bawat integrated circuit para sa pinakamababang gastos (ay) 65, 000" - isang malaking pagtaas, ngunit ang isa ay naging malapit sa kung ano talaga ang nakamit ng mga inhinyero.

Sa oras ng orihinal na artikulo, si Moore ay tumatakbo sa R&D sa Fairchild Semiconductor, kung saan siya ay isa sa mga co-founder. Iniwan niya at ni Robert Noyce ang Fairchild upang makabuo ng Intel noong 1968, at ang kumpanya ay medyo natukoy sa pamamagitan ng kanyang pangako sa pagpapatuloy ng pagdodoble ng density ng transistor nang regular.

Ang pariralang "Moore's Law" ay pinahusay ng Caltech na propesor na si Carver Mead mga 10 taon pagkatapos lumitaw ang artikulo, at natigil ito, kahit na si Moore mismo ay nilalabanan ang term sa loob ng maraming taon.

Noong 1975, na-update ni Moore ang kanyang projection sa isang pagdodoble tuwing dalawang taon, at para sa karamihan ng mga intervening taon, nakita namin ang mga gumagawa ng chip na sinusubukan na matumbok ang projection na iyon. Sa loob ng maraming taon, ang Intel ay nagpapakilala ng mga bagong node ng processor sa isang regular na dalawang taong iskedyul kasama ang "tik-tock" na cadence, at kahit na ang mas kamakailan-lamang na 14nm at 16nm node ay medyo nasa likod, ang konsepto ay patuloy na humimok sa industriya ng chip. Kabilang sa mga kumpanyang iyon ay ang Intel, ang mga semiconductor foundry na gumagawa ng mga chips para sa iba pang mga kumpanya (tulad ng Globalfoundries, Samsung, at TSMC), at ang iba't ibang mga tagagawa ng memorya (bagaman ang mga gumagawa ng flash ng NAND ay kamakailan lamang ay lumipat mula sa pagsisikap na makakuha ng mas siksik na mga planar chips sa 3D NAND. chips).

Mahalagang tandaan na ang Batas ng Moore ay hindi isang pisikal na batas - sa halip, ito ay higit sa isang hula kung gaano kabilis ang paglipat ng industriya; at isang layunin na sinusubukan ng industriya na matugunan, paggasta ng bilyun-bilyong dolyar upang magsaliksik, magdisenyo, at gumawa ng bago at lalong kumplikadong mga chips.

Gaano katagal magpapatuloy ang Batas ni Moore? Walang nakakaalam. Ang kasalukuyang CEO ng Intel na si Brian Krzanich ay nagsabi na "ito ang aming trabaho upang mapanatili ito hangga't maaari." Kasabay nito, ang mga tagagawa ng chip ay nakabuo ng mga bagong materyales at istruktura (tulad ng high-k / metal gate at pilit na silikon) at mga bagong istraktura tulad ng FinFET o, tulad ng tawag sa Intel, teknolohiyang Tri-Gate. Sa puntong ito, ang lahat ng 14nm at 16nm logic manufacturing ay gumagamit ng mga tool na ito kasama ang multi-patterning optical lithography - sa madaling salita, mas mahirap at mas mahal ito, ngunit nagpapatuloy ang Batas ng Moore.

Kamakailan lamang, ang Intel at mga kumpanya tulad ng Samsung at TSMC ay nagsimula nang mamuhunan sa 10nm manufacturing at malamang na magsisimula kaming makita ang unang 10nm na produkto sa 2017 o higit pa. Sinabi ng Intel na naniniwala na ang pagmamanupaktura ng 7nm ay hindi lamang mangyayari, ngunit magpapatuloy na magpakita ng isang pagbagsak sa gastos sa bawat transistor, at ang karamihan sa mga chip na nakausap ko ay kumbinsido na ang 5nm manufacturing ay susundin, kahit na hindi malinaw kung magkano ang mga bagong node ay magastos o kung ang isang dalawang taong cadence ay posible o mahusay pa rin. Upang sumulong, sa susunod na ilang taon, marahil kailangan nating gumamit ng mga bagong materyales tulad ng Silicon Germanium o kung ano ang tinatawag na mga compound na III-V; mga bagong istruktura, tulad ng gate-all-around o nanowire na teknolohiya; at mga bagong tool sa lithography tulad ng matinding mga kasangkapan sa ultraviolet (EUV).

Tulad ng sinabi ni Moore sa pinakabagong panayam, "Noong 1965, at nang na-update ko ang aking obserbasyon noong 1975, hindi ko hinulaan kung kailan magtatapos ang takbo na ito. Ito ay isang magandang bagay dahil sigurado akong magulat ako. Ang industriya ay naging malikhaing malikhaing sa pagpapatuloy upang madagdagan ang pagiging kumplikado ng mga chips .. Mahirap paniwalaan - hindi bababa sa mahirap na paniwalaan ko - na ngayon ay pinag-uusapan natin ang mga tuntunin ng bilyun-bilyong transistor sa isang maliit na tilad kaysa sa 10, daan-daang o libo.

"Ito ay isang teknolohiya na higit na bukas na natapos kaysa sa naisip ko noong 1965 o 1975. At hindi pa malinaw kung kailan ito darating."

Ang Batas ng Moore ay hinimok ang industriya ng teknolohiya ng pasulong sa nakalipas na 50 taon, na nagpapagana ng mga kamangha-manghang pagbabago sa mga electronics at mga kaugnay na teknolohiya na nakita namin sa loob ng panahong iyon, mula sa mga PC hanggang sa mga smartphone hanggang sa mga komunikasyon at digital na mga TV. Mahirap hulaan kung ano ang mga bagong bagay na dadalhin nito sa hinaharap.