مبدأ التكنولوجيا / ملاحظة تجريبية
مبدأ التكنولوجيا / ملاحظة تجريبيةقانون مور
Moore's Law
يمكن فهم قانون مور بشكل أفضل كملاحظة تاريخية قوية في الصناعة: استمر تحسين كثافة الشرائح بوتيرة أسية، لكن القاعدة هي اتجاه وهدف، وليست وعدًا من الطبيعة.
شعبية
الفائدة
أسماء مستعارة
قانون مور؛ ملاحظة مور؛ تحجيم كثافة الترانزستورات
النطاقات
صناعة أشباه الموصلات، الدوائر المتكاملة، أجهزة الحوسبة، الإلكترونيات، التوقعات التكنولوجية
التعريف
- قانون مور هو الملاحظة التي تفيد بأن عدد الترانزستورات أو المكونات على الدائرة المتكاملة يميل إلى الضعف خلال فترة زمنية منتظمة بينما لا يرتفع تكلفة كل مكون بشكل متناسب. النسخة الحديثة المستخدمة عادة تقول تقريبًا "الضعف كل عامين"، لكن تنبؤ مور الأصلي عام 1965 استخدم معدل ضعف سنوي لمدة حوالي عشر سنوات.
الفكرة الأساسية
- يتحسن عتاد الحوسبة بسرعة لأن المهندسين يواصلون إدخال المزيد من المكونات في الدوائر المتكاملة بتكلفة أقل لكل وظيفة.
- ليس قانوناً طبيعياً مادياً؛ إنه اتجاه تجريبي وهدف صناعي.
- القاعدة القديمة لا تزال مهمة: الكثافة الأفضل، والتكلفة المنخفضة، والأداء الأعلى أصبحت "المعيار" لتقدم أشباه الموصلات.
كيف يعمل
- درس مور بيانات الدوائر المتكاملة المبكرة ولاحظ أن كثافة المكونات كانت تزداد بسرعة.
- في عام 1965، توقع أن عدد المكونات في كل شريحة يمكن أن يستمر في الزيادة بمعدل مضاعفة سنويًا لمدة عشر سنوات تقريبًا.
- في عام 1975، عدَّل معدل النظر المستقبلي ليصبح حوالي كل سنتين.
- تناولت صناعة أشباه الموصلات هذا الاتجاه حينها كهدف للتصميم والتصنيع، مما دفع التقدم في تقنيات الليثوغرافيا وحجم الرقاقة وتكنولوجيا العمليات وتصميم الدوائر والتغليف والمواد.
مثال على الاستخدام
- قد يستخدم مخطط المنتجات قانون مور كتوقع تقريبي بأن الرقائق المستقبلية ستوفر المزيد من قوة الحوسبة أو سعة الذاكرة أو كفاءة الطاقة بتكلفة مماثلة.
- مثال: شركة برمجيات تخطط لمنتج قبل خمس سنوات قد تتوقع أن الأجهزة الاستهلاكية العادية ستتمكن من التعامل مع أحمال العمل التي تعتبر مكلفة أو غير عملية اليوم، مع الاستمرار في التحقق من خرائط الطريق للأجهزة الحقيقية بدلاً من الثقة بالـ "قانون" بشكل أعمى.
مثال مشهور
- مثال: ارتفع عدد ترانزستورات المعالجات الدقيقة من الرقائق الصغيرة الأولى في السبعينيات إلى مليارات الترانزستورات بحلول عام 2010؛ ويشير متحف تاريخ الحاسوب إلى أن أكبر المعالجات الدقيقة ضاعفت عدد الترانزستورات تقريبًا كل عامين من عام 1971 إلى 2010.
- لماذا ينطبق هذا على هذه القاعدة: إنه يوضح الزيادة طويلة الأجل في كثافة الدوائر المتكاملة التي يصفها قانون مور.
- حالة التحقق: تم التحقق منه باعتباره اتجاهًا صناعيًا تاريخيًا واسعًا؛ تختلف فترات التضاعف الدقيقة حسب نوع الشريحة، الشركة، عقدة المعالجة، وطريقة القياس.
حالات الاستخدام / المواقف التي ينطبق فيها
- تحليل اتجاه أشباه الموصلات على المدى الطويل
- تخطيط خارطة طريق الأجهزة
- شرح سبب جعل الحواسيب أصغر وأرخص وأكثر قوة
- فهم النمو التاريخي في قوة المعالجة والذاكرة والإلكترونيات الرقمية
- مناقشة سبب زيادة توقعات البرمجيات بالتوازي مع قدرة الأجهزة
متى لا يُستخدم أو سوء الاستخدام الشائع
- لا تعاملها كقانون مضمون من قوانين الفيزياء.
- لا تفترض أن الأداء يتضاعف كل عامين؛ عدد الترانزستورات والأداء والتكلفة وكفاءة الطاقة مرتبطة ولكنها ليست متطابقة.
- لا تخلط بين البيان الأصلي لعام 1965 والإصدار اللاحق الذي استمر لمدة عامين.
- كن حذرًا من النسخة "18 شهرًا": فهي متكررة بشكل شائع، لكنها ليست صياغة مور الأصلية عام 1965.
- لا تستخدمه كتنبؤ دقيق للرقائق الحديثة دون التحقق من خرائط طريق أشباه الموصلات الحالية وحدود التصنيع وأساليب التغليف.
أصل القاعدة / الفكرة
- اخترعه: غوردون إ. مور
- سنة الاختراع: 1965 للمقال المنشور؛ تم كتابة ورقة داخلية سابقة ذات صلة لشركة Fairchild في عام 1964.
- البلد / سياق الأصل: الولايات المتحدة؛ فيرتشايلد سيميكوندكتور وصناعة الدوائر المتكاملة المبكرة. كان مور مدير البحث والتطوير في شركة فيرتشايلد سيميكوندكتور في ذلك الوقت.
- ملاحظة التسمية: تم نسب مصطلح «قانون مور» لاحقًا إلى كارفير ميد، وفقًا لمتحف تاريخ الحاسوب.
خلاصة عملية قصيرة
- يمكن فهم قانون مور بشكل أفضل كملاحظة تاريخية قوية في الصناعة: استمر تحسين كثافة الشرائح بوتيرة أسية، لكن القاعدة هي اتجاه وهدف، وليست وعدًا من الطبيعة.