หลักการทางเทคโนโลยี / การสังเกตเชิงประจักษ์
หลักการทางเทคโนโลยี / การสังเกตเชิงประจักษ์กฎของมอร์
Moore's Law
กฎของมอร์เข้าใจได้ดีที่สุดในฐานะการสังเกตการณ์อุตสาหกรรมที่มีอิทธิพลในประวัติศาสตร์: ความหนาแน่นของชิปยังคงพัฒนาในอัตราก้าวหน้าแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล แต่กฎนี้เป็นแนวโน้มและเป้าหมาย ไม่ใช่คำมั่นสัญญาจากธรรมชาติ
ความแพร่หลาย
ประโยชน์
ชื่ออื่น
กฎของมัวร์ / ข้อสังเกตของมัวร์ / การปรับขนาดความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์
สาขา
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ วงจรรวม ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ การพยากรณ์เทคโนโลยี
คำนิยาม
- กฎของมูร์เป็นการสังเกตว่าจำนวนทรานซิสเตอร์หรือส่วนประกอบบนวงจรรวมมักจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในช่วงเวลาที่สม่ำเสมอ ในขณะที่ต้นทุนต่อส่วนประกอบไม่ได้เพิ่มขึ้นอย่างสัดส่วน เวอร์ชันสมัยใหม่ที่ใช้กันทั่วไปกล่าวประมาณว่า "เพิ่มเป็นสองเท่าทุกสองปี" แต่การคาดการณ์ดั้งเดิมของมูร์ในปี 1965 ใช้อัตราการเพิ่มเป็นสองเท่าทุกหนึ่งปีเป็นเวลาประมาณสิบปี
แนวคิดหลัก
- ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วเพราะวิศวกรยังคงใส่อุปกรณ์มากขึ้นลงในวงจรรวมด้วยต้นทุนต่อฟังก์ชันที่ต่ำลง
- มันไม่ใช่กฎทางกายภาพของธรรมชาติ มันเป็นแนวโน้มตามประสบการณ์และเป้าหมายของอุตสาหกรรม
- กฎเก่าก็ยังสำคัญ: ความหนาแน่นที่ดีกว่า ราคาต่ำกว่า และประสิทธิภาพที่สูงกว่าจะกลายเป็น “มาตราวัด” ของความก้าวหน้าในเซมิคอนดักเตอร์
มันทำงานอย่างไร
- มอร์ศึกษาข้อมูลวงจรรวมตั้งแต่ต้นและสังเกตว่าความหนาแน่นของชิ้นส่วนกำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
- ในปี 1965 เขาได้ทำนายว่าจำนวนชิ้นส่วนต่อชิปสามารถเพิ่มเป็นสองเท่าได้ทุกปีประมาณสิบปี
- ในปี 1975 เขาได้ปรับปรุงอัตราที่คาดการณ์ล่วงหน้าให้ประมาณทุกสองปี
- อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงมองแนวโน้มนี้เป็นเป้าหมายในการออกแบบและการผลิต ส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าในด้านลิโตกราฟี ขนาดเวเฟอร์ เทคโนโลยีการผลิต การออกแบบวงจร การบรรจุหีบห่อ และวัสดุ
ตัวอย่างการใช้งาน
- นักวางแผนผลิตภัณฑ์อาจใช้กฎของมอร์เป็นการคาดการณ์คร่าวๆ ว่าชิปในอนาคตจะมีพลังการประมวลผล ความจุหน่วยความจำ หรือประสิทธิภาพด้านพลังงานที่มากขึ้นในราคาที่ใกล้เคียงกัน
- ตัวอย่าง: บริษัทซอฟต์แวร์ที่วางแผนผลิตภัณฑ์ล่วงหน้าเป็นเวลาห้าปี อาจคาดหวังว่าอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคทั่วไปจะสามารถจัดการงานที่มีค่าใช้จ่ายสูงหรือไม่สามารถทำได้ในปัจจุบัน ในขณะที่ยังคงตรวจสอบแผนงานฮาร์ดแวร์จริง แทนที่จะเชื่อถือ “กฎ” อย่างใจเชื่ออย่างเดียว
ตัวอย่างที่มีชื่อเสียง
- ตัวอย่าง: จำนวนทรานซิสเตอร์ของไมโครโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้นจากชิปขนาดเล็กในช่วงปี 1970 จนถึงหลายพันล้านทรานซิสเตอร์ในช่วงปี 2010; พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์บันทึกว่าไมโครโปรเซสเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดมีจำนวนทรานซิสเตอร์เพิ่มเป็นสองเท่าประมาณทุกสองปีตั้งแต่ปี 1971 ถึง 2010
- ทำไมมันจึงเหมาะกับกฎนี้: มันแสดงถึงการเพิ่มขึ้นในระยะยาวของความหนาแน่นวงจรรวมที่กฎของมูร์สรุปไว้
- สถานะการยืนยัน: ยืนยันว่าเป็นแนวโน้มอุตสาหกรรมประวัติศาสตร์ที่กว้าง; ช่วงเวลาการเพิ่มเป็นสองเท่าแบบแน่นอนแตกต่างกันไปตามประเภทชิป บริษัท โหนดกระบวนการ และวิธีการวัด
กรณีการใช้งาน / สถานการณ์ที่ใช้ได้
- การวิเคราะห์แนวโน้มเซมิคอนดักเตอร์ระยะยาว
- การวางแผนแผนที่ทางฮาร์ดแวร์
- อธิบายว่าทำไมคอมพิวเตอร์ถึงมีขนาดเล็กลง ราคาถูกลง และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
- การเข้าใจการเติบโตทางประวัติศาสตร์ด้านกำลังการประมวลผล หน่วยความจำ และอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล
- การอภิปรายเกี่ยวกับเหตุผลที่ความคาดหวังของซอฟต์แวร์เติบโตควบคู่ไปกับความสามารถของฮาร์ดแวร์
เมื่อไม่ควรใช้หรือการใช้ผิดพลาดทั่วไป
- อย่าถือว่ามันเป็นกฎหมายฟิสิกส์ที่รับประกันแน่นอน
- อย่าสมมติว่าประสิทธิภาพทั้งหมดจะเพิ่มเป็นสองเท่าทุกสองปี จำนวนทรานซิสเตอร์ ประสิทธิภาพ ค่าใช้จ่าย และความมีประสิทธิภาพด้านพลังงานมีความเกี่ยวข้องกัน แต่ไม่เหมือนกัน
- อย่าสับสนระหว่างคำแถลงเดิมในปี 1965 กับเวอร์ชันสองปีในภายหลัง
- ระวังเวอร์ชัน “18 เดือน”: มักถูกกล่าวซ้ำบ่อย แต่ไม่ใช่สูตรดั้งเดิมของมูร์ในปี 1965
- อย่าใช้มันเป็นการทำนายที่แม่นยำสำหรับชิปสมัยใหม่โดยไม่ตรวจสอบแผนงานเซมิคอนดักเตอร์ปัจจุบัน ข้อจำกัดในการผลิต และวิธีการบรรจุ
การประดิษฐ์กฎ / แหล่งกำเนิด
- คิดค้นโดย: กอร์ดอน อี. มัวร์
- ปีที่คิดค้น: 1965 สำหรับบทความที่ตีพิมพ์; เอกสารภายในของ Fairchild ที่เกี่ยวข้องก่อนหน้านี้ถูกเขียนในปี 1964
- ประเทศ / บริบทของการกำเนิด: สหรัฐอเมริกา; Fairchild Semiconductor และอุตสาหกรรมวงจรรวมในช่วงต้น Moore เป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยและพัฒนาของ Fairchild Semiconductor ในเวลานั้น
- บันทึกการตั้งชื่อ: คำว่า “กฎของมัวร์” ถูกระบุภายหลังกับคาร์เวอร์ มีด ตามที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์กล่าว
ข้อคิดเชิงปฏิบัติสั้น ๆ
- กฎของมอร์เข้าใจได้ดีที่สุดในฐานะการสังเกตการณ์อุตสาหกรรมที่มีอิทธิพลในประวัติศาสตร์: ความหนาแน่นของชิปยังคงพัฒนาในอัตราก้าวหน้าแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล แต่กฎนี้เป็นแนวโน้มและเป้าหมาย ไม่ใช่คำมั่นสัญญาจากธรรมชาติ