Законът на Мур е по-популярен от закона на Мърфи

Преди половин век американският физик и химик Гордън Мур предрича ежегодното удвояване на производителността на процесорите, известно като закон на Мур.

„Как да разположим повече компоненти на интегралната схема“ – с такова незабележително заглавие през април 1965 г. в сп. Electronics излиза статия на младия инженер Гордън Мур, бъдещ съосновател на корпорацията Intel.

Емпиричното наблюдение, което направил ученият в четиристраничната статия, за дълги години определило развитието на компютърната техника, предсказало появата на домашни компютри и мобилни телефони.

То гласяло:

Количеството електронни компоненти, на първо място транзистори, разположени на единица площ от силициев кристал при производство на интегрални схеми, ще се удвоява всяка година.

В началото на 60-те години Мур е директор по развитието в компанията Fairchild Semiconductor, която той и негови колеги основават през 1957 г. за производство на електронни компоненти. Fairchild е една от малкото фирми, занимаващи се с производство на транзистори – основни полупроводникови компоненти, които днес се използват повсеместно в микрочипове за изчисления и съхраняване на информация.

В същото време повечето електронни схеми се състоят от отделни транзистори, резистори, кондензатори и диоди, монтирани на една монтажна платка. Но през 1959 г. Жан Хьорни от Fairchild изобретява планарния транзистор – транзистор, изпълнен на силициева подложка. Разполагайки няколко такива транзистора на един силициев кристал и съединявайки ги, инженерите успяват значително да съкратят размера на микросхемите и да увеличат тяхната производителност.

През 1961 г. Fairchild създава чип с четири транзистора, през 1965-а – с 64 компонента.

В своята статия от същата година Мур пише: „Бъдещето на интегрираната електроника е бъдещето на електрониката изобщо.“ Това привидно очевидно твърдение в тези години изглежда доста спорно. Мнозина смятат, че интегралните микросхеми само ще заемат своята ниша, а забелязаният от Мур експоненциален ръст на производителността на микросхемите е просто случайно съвпадение.

Мур предрича, че към 1975 г. ще бъде произведен микрочип с 65 000 електронни компонента. Той обаче бърка двойно с цифрата – през тази година Intel, компанията, чийто създател става Мур (той напуска Fairchild през 1968 г.), пуска CCD матрица с 32 000 компонента. През същата година на конференция на Института на инженерите по електротехника и електроника Мур модифицира своя закон, предсказвайки удвояване на плътността на компонентите не за една, а за две години.

За изминалия половин век стойността на един транзистор спада от $30 до нанодолар, а актуалността на закона на Мур позволява да се създадат нови бързи компютри, благодарение на които летят самолети, създаден е интернет и е открит бозонът на Хигс.

В наше време световното производство на микрочипове е станало промишлен отрасъл, който оперира с астрономически параметри. През 2014 г. в света са произведени 250 милиарда милиарда (250 x 10¹⁸) транзистора, тоест във всяка секунда са произвеждани по 8 трилиона от тези полупроводникови елементи.

Това е 25 пъти повече от броя на звездите в нашата галактика и 75 пъти повече от броя на известните галактики във Вселената.

Темповете на ръст на плътността на транзисторите на кристал също зашеметяват. Само през 2014 година са произведени повече транзистори, отколкото за цялото време до 2011 година.

Половин век по-късно Гордън Мур се занимава с благотворителност, подкрепя опазването на околната среда и научни изследвания чрез своята фондация Gordon and Betty Moore. Ето какво разказва той в навечерието на юбилея на своята статия пред сп. IEEE Spectrum:

„Интегралните схеми тогава съществуваха само от няколко години. Първият шок на пазара беше 30 компонента на чип. Спомням си с какво започна технологията, която смятах за фундаментална – производството на планарния транзистор: забелязах, че броят на компонентите се удвоява всяка година.

И само направих груба екстраполация, като казах, че плътността ще се удвоява всяка година през следващите десет години. Сега терминът е устоял. Преди време проверих в Google и изясних, че законът на Мур е по-популярен от закона на Мърфи.

…Никога не съм предричал, че законът на Мур ще престане да работи. Казвах, че не мога да предвидя по-далече от две поколения микрочипове и винаги ми се е струвало, че се приближаваме към някаква стена. Но тази стена през цялото време се отдалечаваше.

Помня как Стивън Хокинг отговори на въпрос, какво може да ограничи развитието на интегралните схеми. Сега това не е негова област, но той стигна до извода, че това е крайността на скоростта на светлината и атомната структура на материалите. И смятам, че той беше прав.

Сега сме много близо до атомната природа на материалите. Използвахме всички възможности за бързодействие, но скоростта на светлината ограничава съвършенството на чиповете. Не зная как можем да преодолеем тези фундаментални ограничения.“

Източник: Газета.Ru