Moores Gesetz bei 50: Definition der Geschwindigkeit des Wandels

An diesem Wochenende feiert 50 Jahre her, dass Intel-Mitbegründer Gordon Moore veröffentlicht die Zeitung, die Anlass zu dem Konzept der "Moores Gesetz", die Idee, dass Transistordichte würde mit jeder neuen Generation von Technologie verdoppelt hat.

Das Konzept war ein wichtiger Treiber in unserer technisierten Welt, wie wir aus integrierten Schaltungen, die weniger als 50 Transistoren und Widerständen vor 50 Jahren zu den heutigen Chips, wo die neuen Intel "Broadwell" Dual-Core-Core-Chips für Laptops 1.9 enthalten oben bewegt Milliarden Transistoren und die High-End-Xeon-Chip verfügt über 4,3 Milliarden Transistoren. Wir haben ziemlich erstaunliche Fortschritte gemacht, und es hat uns geführt, die Mobiltelefone, die die äquivalente Leistung von Supercomputern aus nicht allzu langer Zeit haben.

Unter dem Titel "Cramming Weitere Komponenten auf integrierte Schaltkreise," Moore'sche ursprüngliche Artikel erschien in der 35. Jahrestag Ausgabe Electronics Magazine, vom 19. April 1965 (Ein Nachdruck ist online hier.) In dem Papier, bemerkte Moore, dass "die Komplexität für die minimale Komponente Kosten wurde mit einer Rate von ungefähr zwei pro Jahr bedeutet, dass die Anzahl von Transistoren pro Chip wurde jedes Jahr verdoppelt erhöht ". Es gab sogar eine Grafik, die zeigt, wie dies für die nächsten 10 Jahre zu verlängern.

Um dies herauszufinden, sagt Moore ging er zurück auf die Entwicklung der ersten planaren integrierten Schaltungen 1959 und aufgetragen die Anzahl der Komponenten auf einem Chip in den dazwischenliegenden vier Jahre halblogarithmischen Papier. Er bemerkte, dass "Aha, es hat sich jedes Jahr verdoppelt." (Moore hat die Geschichte oft erzählt, wie 1997 in einem Interview mit mir für PC Magazine und einem Interview mit Intel.)

Ein bevorstehendes Biographie Moore schlägt vor, dass er tatsächlich das Denken in ähnlichen Linien zwei Jahre zuvor, als er eine frühere Papier geschrieben, aber es war die Elektronik Papier, das das Konzept einer regelmäßigen Verdoppelung der Komponenten eingebracht.

In dem Papier, prognostizierte Moore, dass bis 1975 ", die Anzahl der Komponenten pro integrierte Schaltung für minimalen Kosten (würden) werden 65.000" -a enormen Anstieg, sondern eine, die sich als sehr nahe, was Ingenieure tatsächlich erreicht.

Zum Zeitpunkt der Original-Artikel, Moore lief F & E bei Fairchild Semiconductor, wo er einer der Mitbegründer war. Er und Robert Noyce verließ Fairchild zu Intel im Jahr 1971 zu bilden, und das Unternehmen hat sich ziemlich viel durch sein Engagement für die Fortsetzung der Verdopplung der Transistordichte auf einer regelmäßigen Basis definiert.

Der Ausdruck "Moores Gesetz" wurde von Caltech-Professor Carver Mead geprägt ca. 10 Jahre, nachdem der Artikel erschien, und es stecken, obwohl Moore selbst widersetzte sich der Begriff für Jahre.

Im Jahr 1975, Moore aktualisiert seine Projektion auf eine alle zwei Jahre verdoppelt, und für die meisten von den dazwischenliegenden Jahren haben wir Chiphersteller versuchen, diesen Vorsprung schlagen sehen. Seit Jahren wurde Intel auf einer regelmäßigen Zweijahresplan mit "tick-tock" Kadenz Einführung neuer Prozessorknoten, und obwohl die neueren 14nm und 16nm Knoten ein wenig hinter gewesen, weiterhin das Konzept, um die Chip-Industrie zu fahren. Von diesen Unternehmen sind Intel, die Halbleiter-Foundries, die Chips zu machen für andere Unternehmen (wie Globalfoundries, Samsung und TSMC) und den verschiedenen Speicherträgern (obwohl NAND-Flash-Hersteller haben vor kurzem von dem Versuch, dichter planaren Chips, um 3D-NAND zu bewegt Chips).

Es ist wichtig zu beachten, dass das Moore'sche Gesetz ist kein physikalisches Gesetz - stattdessen ist es eher eine Vorhersage, wie schnell sich die Industrie zu bewegen; und ein Ziel, das die Industrie versucht, gerecht zu werden, Milliarden von Dollar, um Forschung, Konstruktion, Produktion und neue und immer komplexere Chips.

Wie lange wird das Moore'sche Gesetz weiter? Niemand weiß wirklich. Intels aktuelle CEO Brian Krzanich hat gesagt, dass "es ist unsere Aufgabe, es zu halten so lange wie möglich." Auf dem Weg, haben Chiphersteller neue Materialien und Strukturen (wie beispielsweise High-k / Metall-Gate und strained silicon) und neue Strukturen wie FinFET oder, wie Intel nennt, Tri-Gate-Technologie entwickelt. An diesem Punkt setzt das gesamte 14nm und 16nm Fertigungslogik diese Tools zusammen mit Multi-Strukturierung optischer Lithographie - kurz, es bekommen schwieriger und teurer, aber Moores Gesetz geht weiter.

Kürzlich, Intel und Unternehmen wie Samsung und TSMC haben begonnen, die Investition in 10nm Fertigung und wir wahrscheinlich sehen, beginnen die ersten 10nm-Produkte im Jahr 2017 oder so. Intel hat gesagt, dass sie glaubt, 7 nm Herstellungs würde nicht nur passieren, aber weiterhin einen Rückgang der Kosten pro Transistor zeigen, und die meisten der Chip-Leute, die ich gesprochen habe, sind überzeugt, dass 5 nm Herstellungs werden folgen, obwohl es unklar, wie viel diese neuen Knoten kosten würde oder ob eine Zwei-Jahres-Rhythmus ist immer noch möglich oder effizient. Um in den nächsten Jahren voranzubringen, werden wir wahrscheinlich benötigen, um neue Materialien wie Silizium-Germanium oder was sind III-V-Verbindungen genannt zu verwenden; neuer Strukturen, beispielsweise Gate-Allround-oder Nanodraht-Technologie; und neue Lithographieanlagen, wie beispielsweise extrem ultravioletten (EUV) Werkzeuge.

Als Moore sagte, in der neueren Interview: "Im Jahre 1965, und als ich meine Beobachtung im Jahr 1975 aktualisiert, habe ich nicht vorhersagen, wann dieser Trend zu Ende gehen. Es ist eine gute Sache, denn ich bin sicher, ich wäre überrascht gewesen. Die Industrie hat in der Weiterbildung, um die Komplexität der Chips zu erhöhen phänomenal kreativ gewesen Es ist schwer zu glauben, -. zumindest ist es schwer für mich zu glauben -, dass wir jetzt in Bezug auf die Milliarden von Transistoren auf einem Chip statt 10s, Hunderte oder Tausende sprechen.

"Es ist eine Technologie, die viel mehr mit offenem Ende ist, als ich es im Jahr 1965 oder 1975 gedacht, Und es ist nicht klar, aber, wenn es bis zum Ende zu kommen."

Moores Gesetz hat sich die Technologiebranche nach vorne für den vergangenen 50 Jahren angesteuert, so dass die erstaunlichen Veränderungen in der Elektronik-und verwandten Technologien, die wir in diesem Zeitraum gesehen haben, vom PC bis zur Kommunikation und Digital-TV-Smartphones. Es ist schwer vorherzusagen, welche neuen Dinge, die es in Zukunft zu bringen.