Что означает закон Мура
Этот закон был сформулирован основателем компании Intel Гордоном Муром в 1960-х годах. Закон Мура относится к регулярному контролю производительности компьютеров. Исследования 1997 года подтвердили этот закон, но, строго говоря, это вовсе не закон.
- Закон Мура устанавливает правило, согласно которому производительность компьютеров и технических устройств удваивается примерно каждые 18 месяцев. Таким образом, это не настоящий закон, а скорее эмпирическая формула.
- Изначально планировалось, что удвоение будет происходить через год. Однако после дополнительных проверок этот срок был продлен до двух лет.
- В 1965 году Гордон Мур сформулировал правило своей теории, согласно которой технические и экономические факторы взаимодействуют при разработке технических конечных устройств и интегральных схем. За это время стоимость остается неизменной. Соответственно, появляются все более мощные устройства без повышения цен.
- Многие производители микросхем следуют этому закону, поскольку они руководствуются словами основателя Intel. Продукты были изготовлены в соответствии с законом Мура, и прогноз оправдался.
История возникновения закона Мура
Гордон Мур был соучредителем Intel и пионером полупроводниковой промышленности. В 1960-х годах он работал в компании Fairchild Semiconductor, одном из мест зарождения современных микрочипов.
- В 1965 году Мур опубликовал в журнале Electronics Magazine краткую статью, в которой он заметил, что количество транзисторов на интегральных схемах удваивается примерно каждый год при неизменных затратах на производство.
- Сначала это наблюдение было эмпирическим выводом, а не физической закономерностью. Только позже оно стало известно как «закон Мура» и послужило ориентиром для инноваций и планирования во всей компьютерной индустрии. В последующие десятилетия Мур скорректировал свою оценку до удвоения каждые 18–24 месяца.
Технические последствия — миниатюризация и повышение производительности
Закон Мура на протяжении десятилетий определял развитие микроэлектроники. С каждым новым поколением чипов на меньшей площади можно было разместить больше транзисторов.
- Размеры структур уменьшились с нескольких микрометров в 1970-х годах до нескольких нанометров в настоящее время. Благодаря этой миниатюризации не только выросла вычислительная мощность, но и повысилась энергоэффективность.
- Одновременно с этим резко снизилась стоимость одного транзистора. Эти достижения сделали возможным бурное развитие персональных компьютеров, смартфонов, облачных вычислений и искусственного интеллекта.
Пределы закона Мура
С 2010-х годов закон Мура все чаще сталкивается с физическими и экономическими ограничениями.
- Сегодня транзисторы имеют размеры всего в несколько нанометров – более мелкие структуры практически невозможно изготовить стабильно, поскольку все большую роль играют квантовые и тепловые эффекты.
- Кроме того, стремительно растут затраты на разработку новых производственных процессов. Также тактовые частоты современных процессоров практически не растут, поскольку необходимо ограничивать тепловыделение. Поэтому производители все чаще делают ставку на параллельную обработку и специализированные чипы, чтобы добиться повышения производительности.
Альтернативы и дальнейшие разработки
Чтобы преодолеть пределы классической миниатюризации, исследователи и промышленность работают над новыми концепциями — так называемыми More-than-Moore. К ним относятся:
- 3D-дизайн чипов, при котором несколько слоев транзисторов укладываются друг на друга,
- нейроморфные чипы, имитирующие человеческий мозг,
- квантовые компьютеры, работающие с кубитами вместо битов и позволяющие создавать совершенно новые модели вычислений,
Влияние на современные отрасли
Конец классического закона Мура имеет глубокие последствия:
- В области искусственного интеллекта прогресс все чаще достигается за счет усовершенствования алгоритмов, а не ускорения аппаратного обеспечения.
- В облачной индустрии потребность в энергии резко возрастает, поэтому эффективность и охлаждение становятся ключевыми вопросами.
- В сфере потребительской электроники циклы инноваций замедляются, что способствует увеличению срока службы продуктов и появлению новых бизнес-моделей.
