Video: Moore's Law (November 2024)
Dieses Konzept war ein wesentlicher Treiber in unserer technologischen Welt, da wir vor 50 Jahren von integrierten Schaltkreisen mit weniger als 50 Transistoren und Widerständen auf die heutigen Chips umgestiegen sind, bei denen die neuen Intel "Broadwell" Dual-Core-Core-Chips für Laptops 1, 9 aufweisen Milliarden Transistoren und der High-End-Xeon-Chip hat 4, 3 Milliarden Transistoren. Wir haben ziemlich erstaunliche Fortschritte gemacht, und es hat dazu geführt, dass wir Mobiltelefone haben, die die gleiche Leistung wie Supercomputer von vor nicht allzu langer Zeit haben.
Der ursprüngliche Artikel von Moore mit dem Titel "Cramming More Components on Integrated Circuits" erschien am 19. April 1965 in der 35. Jubiläumsausgabe des Electronics Magazine . (Ein Nachdruck ist hier online.) In dem Artikel stellte Moore fest, dass "die Komplexität für minimale Komponenten" Die Kosten sind um etwa zwei pro Jahr gestiegen, was bedeutet, dass sich die Anzahl der Transistoren pro Chip jedes Jahr verdoppelt hat. Es gab sogar eine Grafik, die zeigte, wie sich dies auf die nächsten 10 Jahre auswirken würde.
Um dies herauszufinden, kehrte Moore 1959 zur Entwicklung der ersten planaren integrierten Schaltkreise zurück und zeichnete die Anzahl der Komponenten auf einem Chip in den letzten vier Jahren auf Blockpapier auf. Er bemerkte, dass "Aha, es hat sich jedes Jahr verdoppelt." (Moore hat die Geschichte viele Male erzählt, unter anderem 1997 in einem Interview mit mir für das PC Magazine und kürzlich in einem Interview mit Intel.)
Eine anstehende Biografie von Moore legt nahe, dass er zwei Jahre zuvor, als er eine frühere Arbeit schrieb, tatsächlich in ähnlichen Linien dachte, aber es war die Elektronik- Arbeit, die das Konzept einer regelmäßigen Verdoppelung der Komponenten einführte.
In der Zeitung prognostizierte Moore, dass bis 1975 "die Anzahl der Komponenten pro integrierten Schaltkreis für minimale Kosten (65.000) betragen würde" - eine enorme Zunahme, die sich jedoch als sehr ähnlich erwies, wie die Ingenieure tatsächlich erreichten.
Zum Zeitpunkt des ursprünglichen Artikels leitete Moore F & E bei Fairchild Semiconductor, wo er einer der Mitbegründer war. Er und Robert Noyce verließen Fairchild 1968, um Intel zu gründen, und das Unternehmen war maßgeblich von seiner Verpflichtung geprägt, die Transistordichte regelmäßig zu verdoppeln.
Die Formulierung "Moores Gesetz" wurde von Caltech-Professor Carver Mead etwa 10 Jahre nach Erscheinen des Artikels geprägt und blieb bestehen, obwohl Moore sich jahrelang dagegen wehrte.
1975 aktualisierte Moore seine Projektion auf eine Verdopplung alle zwei Jahre, und in den meisten Jahren haben wir Chiphersteller gesehen, die versuchten, diese Projektion zu treffen. Seit Jahren führt Intel regelmäßig zwei Jahre lang neue Prozessorknoten mit seiner "Tick-tock" -Kadenz ein, und obwohl die neueren 14-nm- und 16-nm-Knoten etwas zurückliegen, treibt das Konzept die Chipindustrie weiter voran. Zu diesen Unternehmen gehören Intel, die Halbleiterhersteller, die Chips für andere Unternehmen herstellen (wie Globalfoundries, Samsung und TSMC), und die verschiedenen Speicherhersteller (obwohl NAND-Flash-Hersteller in letzter Zeit nicht mehr versuchen, dichtere planare Chips auf 3D-NAND umzustellen) Chips).
Es ist wichtig anzumerken, dass Moores Gesetz kein physikalisches Gesetz ist, sondern eher eine Vorhersage darüber, wie schnell sich die Branche entwickeln wird. und ein Ziel, das die Branche zu erreichen versucht, indem sie Milliarden von Dollar für die Erforschung, Entwicklung und Herstellung neuer und immer komplexer werdender Chips ausgibt.
Wie lange wird Moores Gesetz noch gelten? Niemand weiß es wirklich. Brian Krzanich, der derzeitige CEO von Intel, sagte: "Es ist unsere Aufgabe, alles so lange wie möglich in Gang zu halten." Auf diesem Weg haben die Chiphersteller neue Materialien und Strukturen (z. B. High-k / Metal-Gate und verspanntes Silizium) sowie neue Strukturen wie FinFETs oder, wie Intel es nennt, Tri-Gate-Technologie entwickelt. Zu diesem Zeitpunkt werden diese Werkzeuge in der gesamten 14-nm- und 16-nm-Logikfertigung zusammen mit der optischen Lithografie mit mehreren Mustern verwendet - kurz gesagt, es ist schwieriger und teurer geworden, aber das Moore'sche Gesetz geht weiter.
Vor kurzem haben Intel und Unternehmen wie Samsung und TSMC begonnen, in die 10-nm-Fertigung zu investieren. Die ersten 10-nm-Produkte werden voraussichtlich ab 2017 erhältlich sein. Intel geht davon aus, dass die 7-nm-Fertigung nicht nur passieren, sondern auch weiterhin einen Rückgang der Kosten pro Transistor ausweisen wird, und die meisten Chip-Leute, mit denen ich gesprochen habe, sind davon überzeugt, dass die 5-nm-Fertigung folgen wird, obwohl nicht klar ist, wie viel davon anfällt Diese neuen Knoten würden kosten oder ob eine zweijährige Trittfrequenz noch möglich oder effizient ist. In den nächsten Jahren werden wir wahrscheinlich neue Materialien wie Silizium-Germanium oder sogenannte III-V-Verbindungen verwenden müssen. neue Strukturen wie Gate-Allround- oder Nanodraht-Technologie; und neue Lithografiewerkzeuge wie z. B. EUV-Geräte (Extreme Ultraviolet).
Wie Moore in dem neueren Interview sagte: "1965 und als ich meine Beobachtung 1975 aktualisierte, habe ich nicht vorhergesagt, wann dieser Trend enden würde. Es ist eine gute Sache, denn ich bin sicher, dass ich überrascht gewesen wäre. Die Branche hat phänomenal kreativ daran gearbeitet, die Komplexität von Chips weiter zu steigern. Es ist schwer zu glauben - zumindest schwer zu glauben -, dass wir jetzt in Milliarden von Transistoren auf einem Chip anstatt in Zehntausenden, Hunderten oder Tausenden sprechen.
"Es ist eine Technologie, die viel offener ist, als ich 1965 oder 1975 gedacht hätte. Und es ist noch nicht klar, wann sie zu Ende gehen wird."
Moores Gesetz hat die Technologieindustrie in den letzten 50 Jahren vorangebracht und die erstaunlichen Veränderungen in der Elektronik und verwandten Technologien ermöglicht, die wir in diesem Zeitraum erlebt haben, von PCs über Smartphones bis hin zu Kommunikations- und Digitalfernsehgeräten. Es ist schwer vorherzusagen, welche neuen Dinge es in Zukunft bringen wird.
