Принцип технологии / эмпирическое наблюдение

Закон Мура

Moore's Law

Закон Мура лучше всего понимать как исторически значимое наблюдение в индустрии: плотность чипов продолжала улучшаться экспоненциальными темпами, но это правило является тенденцией и целью, а не обещанием природы.

Популярность

Полезность

Синонимы

Закон Мура / наблюдение Мура / масштабирование плотности транзисторов

Области

Полупроводниковая промышленность, интегральные схемы, вычислительное оборудование, электроника, прогнозирование технологий

Определение

Закон Мура — это наблюдение, что количество транзисторов или компонентов на интегральной схеме имеет тенденцию удваиваться через регулярные промежутки времени, при этом стоимость одного компонента не увеличивается пропорционально. Обычно используемая современная версия гласит примерно «удвоение каждые два года», но первоначальное предсказание Мура 1965 года использовало годовой темп удвоения примерно на протяжении десяти лет.

Основная идея

Аппаратное обеспечение быстро улучшается, потому что инженеры продолжают размещать больше компонентов в интегральных схемах при более низкой стоимости за функцию.
Это не физический закон природы; это эмпирическая тенденция и цель отрасли.
Старое правило все еще имеет значение: лучшая плотность, меньшая стоимость и более высокая производительность стали «мерилом» прогресса в полупроводниках.

Как это работает

Мур изучал ранние данные о интегральных схемах и заметил, что плотность компонентов быстро увеличивается.
В 1965 году он прогнозировал, что количество компонентов на кристалле может продолжать удваиваться ежегодно примерно в течение десяти лет.
В 1975 году он пересмотрел прогнозируемую ставку примерно каждые два года.
Полупроводниковая промышленность тогда рассматривала эту тенденцию как цель проектирования и производства, стимулируя развитие литографии, размера пластин, технологии процессов, проектирования схем, упаковки и материалов.

Пример использования

Планировщик продукта может использовать закон Мура как приблизительное ожидание того, что будущие чипы будут предлагать большую вычислительную мощность, ёмкость памяти или энергоэффективность при примерно той же стоимости.
Пример: компания по разработке программного обеспечения, планирующая продукт на пять лет вперед, может рассчитывать на то, что обычные потребительские устройства будут справляться с рабочими нагрузками, которые сегодня являются дорогими или непрактичными, при этом все же проверяя реальные дорожные карты оборудования, а не полагаясь слепо на «закон».

Известный пример

Пример: количество транзисторов в микропроцессорах выросло от небольших ранних чипов в 1970-х годах до миллиардов транзисторов к 2010-м годам; Музей истории компьютеров отмечает, что крупнейшие микропроцессоры удваивали количество транзисторов примерно каждые два года с 1971 по 2010 год.
Почему это соответствует этому правилу: Это показывает долгосрочный рост плотности интегральных схем, который описывает закон Мура.
Статус проверки: Подтверждено как общая историческая тенденция отрасли; точные периоды удвоения варьируются в зависимости от типа чипа, компании, технологического узла и метода измерения.

Примеры применения / ситуации, где это применимо

Анализ долгосрочных тенденций в полупроводниках
Планирование дорожной карты аппаратного обеспечения
Объяснение того, почему компьютеры стали меньше, дешевле и мощнее
Понимание исторического роста вычислительной мощности, памяти и цифровой электроники
Обсуждение того, почему ожидания от программного обеспечения росли вместе с возможностями аппаратного обеспечения

Когда не использовать / типичные ошибки применения

Не рассматривайте это как гарантированный закон физики.
Не предполагаете, что вся производительность удваивается каждые два года; количество транзисторов, производительность, стоимость и энергоэффективность связаны, но не идентичны.
Не путайте оригинальное заявление 1965 года с более поздней двухлетней версией.
Будьте осторожны с версией «18 месяцев»: она часто повторяется, но это не оригинальная формулировка Мура 1965 года.
Не используйте это как точное предсказание для современных чипов без проверки текущих дорожных карт полупроводников, производственных ограничений и подходов к упаковке.

Происхождение / возникновение правила

Изобретено Гордоном Е. Муром
Год изобретения: 1965 для опубликованной статьи; более ранняя связанная внутренняя статья компании Fairchild была написана в 1964 году.
Страна / контекст происхождения: США; компания Fairchild Semiconductor и ранняя индустрия интегральных схем. Мур в то время был директором по НИОКР компании Fairchild Semiconductor.
Примечание по поводу названия: термин «Закон Мура» позже был приписан Карверу Миду, согласно Музею истории компьютеров.

Краткий практический вывод

Закон Мура лучше всего понимать как исторически значимое наблюдение в индустрии: плотность чипов продолжала улучшаться экспоненциальными темпами, но это правило является тенденцией и целью, а не обещанием природы.