- Hukum Moore menggambarkan tren jangka panjang dalam sejarah perangkat keras komputer.
- Jumlah transistor yang dapat ditempatkan murah pada sebuah sirkuit terpadu ganda kira-kira
setiap dua tahun. Kecenderungan ini telah berlangsung selama lebih dari setengah abad. 2005
sumber diharapkan untuk terus sampai setidaknya 2015 atau 2020. Namun, update 2010 untuk
International Technology Roadmap untuk Semikonduktor memiliki pertumbuhan melambat pada
akhir tahun 2013, jumlah waktu yang kemudian transistor dan kepadatan adalah untuk ganda
hanya setiap 3 tahun.
- Kemampuan dari banyak perangkat elektronik digital sangat terkait dengan hukum Moore
- Pemrosesan kecepatan, kapasitas memori, sensor dan bahkan jumlah dan ukuran piksel dalam
kamera digital. Semua ini meningkatkan di (sekitar) harga eksponensial juga (lihat formulasi lain
dan hukum yang serupa).
- Peningkatan eksponensial telah secara dramatis meningkatkan dampak dari elektronika digital
dalam hampir setiap segmen perekonomian dunia .Hukum Moore menggambarkan kekuatan
pendorong perubahan teknologi dan sosial di akhir abad 21 dan awal ke-20.
Hukum ini dinamai Intel co-founder E. Gordon Moore, yang menggambarkan tren di
tahun 1965 makalahnya . Kertas mencatat bahwa jumlah komponen dalam sirkuit terpadu telah
dua kali lipat setiap tahun dari penemuan dari sirkuit terpadu pada tahun 1958 sampai tahun 1965
dan memperkirakan bahwa kecenderungan akan terus "untuk setidaknya sepuluh tahun"
.Prediksi-Nya telah terbukti secara luar biasa akurat, sebagian karena hukum yang sekarang
digunakan dalam industri semikonduktor untuk membimbing panjang jangka perencanaan dan
menetapkan target untuk penelitian dan pengembangan.
Sejarah
Istilah "hukum Moore" diciptakan sekitar tahun 1970 oleh profesor Caltech, VLSI pelopor, dan
pengusaha Carver Mead . Prediksi kenaikan serupa pada daya komputer telah ada tahun-tahun
sebelumnya. Alan Turing pada tahun 1950 Mesin kertas Komputasi dan Intelijen telah
meramalkan bahwa dengan pergantian milenium, kita akan memiliki "komputer dengan
kapasitas penyimpanan sekitar 10 ^ 9", yang sekarang kita sebut "128 megabyte." Moore
mungkin telah mendengar Douglas Engelbart, co-penemu dari mouse komputer mekanis hari ini,
membahas downscaling diproyeksikan ukuran sirkuit terpadu dalam kuliah 1960 . Sebuah artikel
New York Times diterbitkan 31 Agustus 2009, kredit Engelbart memiliki membuat prediksi
tahun 1959.
Pernyataan asli Moore yang penting transistor telah dua kali lipat setiap tahun dapat ditemukan
dalam bukunya "Menjejalkan komponen lebih ke sirkuit terpadu", Majalah Elektronik 19 April
1965:
- Kompleksitas untuk biaya komponen minimum telah meningkat dengan laju kira-kira faktor
dua per tahun . Tentu saja dalam jangka pendek tingkat ini dapat diperkirakan akan terus
berlanjut, jika tidak meningkat. Selama jangka panjang, tingkat kenaikan sedikit lebih tidak pasti,
meskipun tidak ada alasan untuk percaya tidak akan tetap hampir konstan selama setidaknya 10
tahun. Itu berarti tahun 1975, jumlah komponen per sirkuit terpadu untuk biaya minimum akan
65.000. Saya percaya bahwa sirkuit besar dapat dibangun di atas wafer tunggal.
- Moore sedikit diubah perumusan hukum dari waktu ke waktu, dalam retrospeksi memperkuat
keakuratan dirasakan hukum-Nya. Paling menonjol, pada tahun 1975, Moore diubah proyeksi
untuk dua kali lipat setiap dua tahun. Meskipun kesalahpahaman yang populer, ia adalah
bersikeras bahwa dia tidak memprediksi penggandaan "setiap 18 bulan". Namun, David House,
seorang rekan Intel, telah diperhitungkan dalam peningkatan kinerja transistor untuk menyimpulkan bahwa sirkuit terintegrasi akan berlipat ganda dalam kinerja setiap 18 bulan.
Pada April 2005, Intel menawarkan US $ 10.000 untuk membeli salinan edisi Majalah
Elektronik asli di mana artikel Moore muncul. Seorang insinyur yang tinggal di Inggris adalah
yang pertama untuk menemukan salinan dan menawarkan kepada Intel. Formulasi lain dan
hukum yang serupa PC hard disk dengan kapasitas (dalam GB). Plot adalah logaritmik, sehingga
garis dipasang sesuai dengan pertumbuhan eksponensial.
Beberapa langkah-langkah teknologi digital pada tingkat eksponensial meningkatkan
berkaitan dengan hukum Moore :
- Termasuk, biaya kepadatan ukuran, dan kecepatan komponen. Moore sendiri menulis hanya
sekitar kepadatan komponen (atau transistor) dengan biaya minimum.
Transistor per sirkuit terpadu. Formulasi paling populer adalah dua kali lipat dari jumlah
transistor pada sirkuit terpadu setiap dua tahun. Pada akhir 1970-an, hukum Moore dikenal
sebagai batas untuk jumlah transistor pada chip yang paling kompleks. Tren terkini menunjukkan
bahwa tingkat ini telah dipertahankan di tahun 2007.
Kepadatan dengan biaya minimum per transistor. Ini adalah formulasi yang diberikan pada
1965 kertas Moore .Hal ini bukan hanya tentang kepadatan transistor yang dapat dicapai, tetapi
tentang kepadatan transistor di mana biaya per transistor adalah yang terendah. Sebagai transistor
lebih banyak menempatkan pada chip, biaya untuk membuat setiap transistor berkurang, tetapi
kemungkinan bahwa chip tidak akan bekerja karena cacat meningkat. Pada tahun 1965, Moore
meneliti kepadatan transistor di mana biaya diminimalkan, dan mengamati bahwa, sebagai
transistor dibuat lebih kecil melalui kemajuan dalam fotolitografi, jumlah ini akan meningkat
pada "tingkat kira-kira faktor dari dua per tahun". Saat ini negara-of-the-art alat fotolitografi
menggunakan ultraviolet yang mendalam (DUV) cahaya dari laser excimer dengan panjang
gelombang 248 dan 193 nm - teknologi litografi dominan saat ini adalah demikian juga disebut
"excimer litografi laser" yang telah memungkinkan ukuran fitur minimum dalam pembuatan
chip menyusut dari 0,5 mikrometer pada tahun 1990 menjadi 45 nanometer dan di bawah tahun
2010. Tren ini diperkirakan akan terus berlanjut ke dekade ini bahkan untuk chip padat, dengan
fitur minimal mendekati 10 nanometer. Excimer litografi laser memiliki demikian memainkan
peran penting dalam kemajuan terus Hukum Moore selama 20 tahun terakhir.
Hard disk penyimpanan biaya per unit informasi. Sebuah hukum yang sama (kadangkadang
disebut Hukum Kryder itu) telah diselenggarakan untuk penyimpanan hard biaya drive
per unit informasi .Tingkat kemajuan dalam penyimpanan disk selama dekade terakhir telah
benar-benar mempercepat lebih dari sekali, sesuai dengan pemanfaatan mengoreksi kesalahan.
kode, efek magnetoresistive dan efek magnetoresistive raksasa. Tingkat saat ini peningkatan
kapasitas hard drive kira-kira mirip dengan laju peningkatan jumlah transistor. Tren terkini
menunjukkan bahwa tingkat ini telah dipertahankan di tahun 2007.
Kapasitas jaringan. Menurut Gerry / Gerald Butters, mantan kepala Kelompok Jaringan
Optik Lucent di Bell Labs, ada versi lain, yang disebut Hukum Mentega dari Photonics,
formulasi yang sengaja paralel hukum Moore. Mentega hukum itu mengatakan bahwa jumlah
data yang keluar dari sebuah serat optik adalah dua kali lipat setiap sembilan bulan. Dengan
demikian, biaya transmisi sedikit melalui jaringan optik berkurang setiap setengah sembilan
bulan. Ketersediaan panjang gelombang-division multiplexing (kadang-kadang disebut "WDM")
meningkatkan kapasitas yang dapat ditempatkan pada serat tunggal sebanyak faktor dari 100.
Jaringan optik dan padat panjang gelombang-division multiplexing (DWDM) dengan cepat
membawa menurunkan biaya jaringan, dan perkembangan lebih lanjut tampaknya terjamin.
Akibatnya, harga grosir runtuh lalu lintas data dalam gelembung dot-com. Hukum Nielsen
mengatakan bahwa bandwidth yang tersedia untuk pengguna meningkat 50% per tahun.
Piksel per dolar berdasarkan harga eceran yang disarankan Australia kamera Kodak
digital Pixel per dolar. Demikian pula, Barry Hendy Kodak Australia telah merencanakan "piksel per dolar" sebagai ukuran dasar dari nilai untuk kamera digital, menunjukkan linearitas sejarah
(pada skala log) dari pasar ini dan kesempatan untuk memprediksi tren masa depan dari kamera
digital harga, LCD dan LED dan resolusi layar.
Hukum Moore Agung Compensator (TGMLC), umumnya disebut sebagai mengasapi, dan
juga dikenal sebagai hukum Wirth, adalah prinsip bahwa generasi-generasi perangkat lunak
komputer cukup memperoleh keuntungan mengasapi untuk mengimbangi kinerja yang
diramalkan oleh Hukum Moore. Dalam sebuah artikel 2008 di InfoWorld, Randall C. Kennedy,
sebelumnya dari Intel, memperkenalkan istilah ini menggunakan versi-versi Microsoft Office
antara tahun 2000 dan 2007 sebagai premis nya. Meskipun keuntungan dalam kinerja komputasi
selama periode waktu ini sesuai dengan hukum Moore, Office 2007 melakukan tugas yang sama
pada setengah kecepatan pada komputer tahun 2007 prototipikal dibandingkan dengan Office
2000 pada komputer tahun 2000.Sebagai target untuk industri dan ramalan.
Meskipun hukum Moore awalnya dibuat dalam bentuk pengamatan dan ramalan, semakin
luas diterima menjadi, semakin menjabat sebagai tujuan untuk seluruh industri. Hal ini membuat
kedua pemasaran dan departemen rekayasa produsen semikonduktor untuk memfokuskan energi
sangat besar yang bertujuan untuk peningkatan ditentukan dalam kekuatan pemrosesan bahwa itu
diduga satu atau lebih dari pesaing mereka segera akan benar-benar dicapai. Dalam hal ini, dapat
dipandang sebagai ramalan.
- Moore Hukum Kedua Informasi lebih lanjut: hukum Rock
Sebagai biaya tenaga komputer untuk jatuh konsumen, biaya bagi produsen untuk memenuhi
hukum Moore mengikuti suatu tren yang berlawanan: R & D, manufaktur, dan biaya tes telah
meningkat terus dengan setiap generasi baru dari chip. Biaya produksi meningkat merupakan
pertimbangan penting untuk mempertahankan hukum Moore .
- Hal ini menyebabkan perumusan "hukum kedua Moore", yang adalah bahwa biaya modal
dari fab semikonduktor juga meningkat secara eksponensial dari waktu ke waktu.
Bahan yang diperlukan untuk kemajuan teknologi (misalnya, photoresists dan polimer
lainnya dan bahan kimia industri) yang berasal dari sumber daya alam seperti minyak bumi
dan sebagainya dipengaruhi oleh biaya dan pasokan sumber daya tersebut. Namun demikian,
biaya photoresist yang turun melalui pengiriman lebih efisien, meskipun risiko kekurangan
tetap.
* faktor-faktor pendukung utama dan tren masa depan
Berbagai inovasi oleh sejumlah besar ilmuwan dan insinyur telah menjadi faktor signifikan
dalam kelangsungan hukum Moore sejak awal sirkuit terpadu (IC) zaman. Sedangkan daftar
rinci dari kontribusi yang signifikan seperti pasti akan diinginkan, di bawah ini hanya
beberapa inovasi yang terdaftar sebagai contoh terobosan yang telah memainkan peran
penting dalam kemajuan teknologi IC oleh lebih dari enam lipat dalam waktu kurang dari
lima dekade:
* Kontribusi terpenting, yang merupakan raison d'etre bagi hukum Moore, adalah
penemuan dari rangkaian terpadu itu sendiri, dikreditkan contemporaneously untuk Jack
Kilby di Texas Instruments dan Bob Noyce di Intel .
* Penemuan proses metal-oksida-semikonduktor komplementer (CMOS) oleh
Frank Wanlass pada tahun 1963 .Sejumlah kemajuan teknologi CMOS dengan banyak
pekerja di bidang semikonduktor sejak karya Wanlass telah memungkinkan. Yang sangat
padat dan tinggi kinerja industri IC yang membuat hari ini.
* Penemuan teknologi memori dynamic random access (DRAM) oleh R. Dennard di
IBM pada tahun 1967 .Yang dibuat mungkin untuk mengarang satu-transistor sel memori.
Banyak kemajuan besar berikutnya dalam teknologi memori oleh para peneliti terkemuka di
seluruh dunia telah memberikan kontribusi untuk biaya-rendah di mana-mana, kapasitas tinggi modul memori dalam produk-produk elektronik beragam.
* Penemuan fotolitografi excimer laser UV yang mendalam oleh K. Jain di IBM
pada tahun 1982, yang telah memungkinkan fitur terkecil di IC menyusut dari 500 nanometer
pada tahun 1990 menjadi serendah 32 nanometer pada tahun 2011 . Dengan kemajuan
fenomenal dibuat dalam alat fotolitografi laser excimer oleh sejumlah peneliti dan
perusahaan, tren ini diperkirakan akan terus berlanjut ke dekade ini bahkan untuk chip padat,
dengan fitur minimal mencapai di bawah 10 nanometer. Dari perspektif ilmiah yang lebih
luas, sejak penemuan laser pada tahun 1960, pengembangan litografi excimer laser telah
disorot sebagai salah satu tonggak utama dalam sejarah 50-tahun laser .
Komputer industri teknologi "peta jalan" memprediksi (sampai dengan tahun 2001
[update]) bahwa hukum Moore akan berlanjut selama beberapa generasi chip yang.
Tergantung pada dan setelah waktu penggandaan yang digunakan dalam perhitungan, ini bisa
berarti peningkatan hingga seratus kali lipat dalam jumlah transistor per chip dalam satu
dekade. Industri semikonduktor roadmap teknologi menggunakan Waktu penggandaan tiga
tahun untuk mikroprosesor, yang mengarah ke peningkatan sepuluh kali lipat dalam dekade
berikutnya Intel dilaporkan pada tahun 2005 sebagai menyatakan bahwa pengecilan chip
silikon dengan ekonomi yang baik dapat berlanjut selama dekade berikutnya, dan pada 2008
sebagai memprediksi tren melalui 2029.
- Beberapa arah baru dalam penelitian yang memungkinkan hukum Moore untuk terus
adalah:
* Peneliti dari IBM dan Georgia Tech menciptakan rekor kecepatan baru ketika
mereka berlari sebuah transistor silikon / germanium helium dingin di 500 gigahertz (GHz)
.Transistor dioperasikan di atas 500 GHz sebesar 4,5 K (-451 ° F/-268.65 ° C) dan simulasi
menunjukkan bahwa kemungkinan besar bisa dijalankan pada 1 THz (1.000 GHz). Namun,
percobaan ini hanya menguji transistor tunggal.
* Sebagai contoh dari dampak yang mendalam-fotolitografi excimer laser ultraviolet,
dalam melanjutkan kemajuan dalam pembuatan chip semikonduktor, IBM peneliti
mengumumkan pada awal 2006 bahwa mereka telah mengembangkan teknik untuk mencetak
sirkuit hanya 29,9 nm luas dengan menggunakan 193 nm excimer ARF litografi laser. IBM
mengklaim bahwa teknik ini memungkinkan produsen chip untuk menggunakan kemudiansaat
ini metode untuk tujuh tahun lagi sambil terus untuk mencapai hasil yang diramalkan
oleh hukum Moore. Metode baru yang dapat mencapai sirkuit yang lebih kecil diharapkan
secara substansial lebih mahal.
* Pada bulan April 2008, peneliti di HP Labs mengumumkan pembentukan yang
bekerja "memristor": sebuah dasar keempat elemen pasif sirkuit yang keberadaannya
sebelumnya hanya berteori. Sifat unik memristor yang memungkinkan untuk penciptaan
perangkat elektronik yang lebih kecil dan berperforma lebih baik .Memristor ini
menunjukkan beberapa kemiripan dengan memori resistif (CBRAM atau RRAM)
dikembangkan secara mandiri dan baru-baru oleh kelompok lain untuk aplikasi non-volatile
memori.
* Pada bulan Februari 2010, peneliti di Institut Nasional Tyndall di Cork, Irlandia
mengumumkan terobosan dalam transistor dengan desain dan fabrikasi transistor pertama di
dunia junctionless. Penelitian yang dipimpin oleh Profesor Jean-Pierre Colinge diterbitkan
dalam Nature Nanotechnology dan menggambarkan gerbang kontrol sekitar nanowire silikon
yang bisa mengencangkan sekitar kawat ke titik menutup bagian elektron tanpa
menggunakan sambungan atau doping. Para peneliti mengklaim bahwa transistor junctionless
baru dapat diproduksi pada 10-nanometer skala menggunakan teknik fabrikasi yang ada.
* Pada bulan April 2011, sebuah tim peneliti di University of Pittsburgh mengumumkan
pengembangan dari transistor elektron tunggal dengan diameter 1,5 nanometer terbuat dari
bahan oksida berbasis. Menurut para peneliti, tiga "kabel" berkumpul di sebuah "pulau"
sentral yang dapat rumah satu atau dua elektron. Elektron terowongan dari satu kawat yang
lain melalui pulau itu. Kondisi pada hasil kawat ketiga dalam sifat konduktif yang berbeda
termasuk kemampuan transistor untuk bertindak sebagai memori solid state.
Kecenderungan skala untuk memori flash NAND memungkinkan penggandaan
komponen diproduksi di daerah wafer yang sama dalam waktu kurang dari 18 bulan.Ultimate
batas hukum Hasil simulasi atomistik untuk pembentukan inversi saluran (kerapatan
elektron) dan pencapaian ambang tegangan (IV) dalam MOSFET nanowire. Perhatikan
bahwa tegangan ambang batas untuk perangkat ini terletak sekitar 0,45 V. MOSFET
nanowire berbaring menjelang akhir roadmap ITRS untuk perangkat scaling di bawah 10 nm
panjang gerbang.
Pada tanggal 13 April 2005, Gordon Moore menyatakan dalam sebuah wawancara
bahwa hukum tidak dapat dipertahankan tanpa batas: "Ini tidak bisa terus selamanya Sifat
eksponensial adalah bahwa Anda mendorong mereka keluar dan akhirnya bencana terjadi.."
Dia juga mencatat bahwa transistor akhirnya akan mencapai batas miniaturisasi pada tingkat
atom:
Dalam hal ukuran [transistor] Anda dapat melihat bahwa kita sedang mendekati
ukuran atom yang merupakan penghalang yang mendasar, tapi akan dua atau tiga generasi
sebelum kita mendapatkan yang jauh-tapi itu sejauh sebagai kami telah pernah bisa melihat.
Kami memiliki 10 sampai 20 tahun sebelum kita mencapai batas mendasar. Pada saat itu
mereka akan mampu membuat chip lebih besar dan memiliki anggaran miliaran transistor
dalam.
Pada bulan Januari 1995, Digital Alpha 21164 mikroprosesor memiliki 9,3 juta
transistor. Prosesor 64-bit adalah ujung tombak teknologi pada saat itu, bahkan jika pangsa
pasar sirkuit tetap rata-rata. Enam tahun kemudian, keadaan seni mikroprosesor berisi lebih
dari 40 juta transistor. Hal ini berteori bahwa dengan miniaturisasi lebih lanjut, pada tahun
2015 prosesor ini harus berisi lebih dari 15 miliar transistor, dan pada tahun 2020 akan di
produksi skala molekul, dimana molekul masing-masing dapat diposisikan secara individual .
Pada tahun 2003 Intel diprediksi akhir akan datang antara tahun 2013 dan 2018
dengan 16 nanometer proses manufaktur dan 5 gerbang nanometer, karena terowongan
kuantum, meskipun orang lain menyarankan chip bisa mendapatkan lebih besar, atau menjadi
berlapis-lapis Pada tahun 2008. Dicatat bahwa untuk 30 tahun terakhir telah memperkirakan
bahwa hukum Moore akan berlangsung setidaknya satu dekade lagi.
Beberapa melihat batas-batas hukum sebagai jauh di masa depan yang jauh.
Lawrence Krauss dan Glenn D. Starkman mengumumkan batas akhir sekitar 600 tahun
dalam makalah mereka, berdasarkan estimasi ketat dari total kapasitas pengolahan informasi
dari setiap sistem di alam semesta.
Satu juga dapat membatasi kinerja teoritis dari sebuah "laptop akhir" lebih praktis
dengan massa satu kilogram dan volume satu liter. Hal ini dilakukan dengan
mempertimbangkan kecepatan cahaya, skala kuantum, konstanta gravitasi dan konstanta
Boltzmann .Kemudian lagi, hukum sering bertemu rintangan yang pertama kali muncul dapat
diatasi, tetapi memang diatasi lama. Dalam hal ini, Moore mengatakan dia sekarang melihat
hukum sebagai lebih indah daripada ia menyadari: ".. Hukum Moore adalah pelanggaran
hukum Murphy Semuanya akan lebih baik dan lebih baik" .
- Futuris dan hukum Moore
Kurzweil adalah perpanjangan dari hukum Moore dari sirkuit terintegrasi untuk transistor
sebelumnya, tabung vakum, relay dan komputer elektromekanis.
Futuris seperti Ray Kurzweil, Bruce Sterling, dan Vernor Vinge percaya bahwa peningkatan
eksponensial dijelaskan oleh hukum Moore akhirnya akan mengarah pada teknologi
singularitas:. Periode di mana kemajuan dalam teknologi terjadi hampir seketika
Meskipun Kurzweil setuju bahwa pada 2019 strategi saat ini yang selalu halus
fotolitografi akan memiliki ajalnya, ia berspekulasi bahwa hal ini tidak berarti akhir dari
hukum Moore:
Hukum Moore Sirkuit Terpadu adalah bukan yang pertama, tetapi paradigma kelima
untuk meramalkan mempercepat rasio harga-performa. Perangkat komputasi telah secara
konsisten mengalikan dalam kekuasaan (per unit waktu) dari perangkat penghitung mekanis
digunakan di tahun 1890 Sensus Amerika Serikat, untuk [Newman] berbasis relay "[Heath]
Robinson" mesin yang retak sandi Lorenz, dengan vakum CBS tabung komputer yang
meramalkan pemilihan Eisenhower, ke transistor berbasis mesin yang digunakan dalam
meluncurkan ruang pertama, untuk komputer-sirkuit terpadu berbasis pribadi .
Kurzweil berspekulasi bahwa ada kemungkinan bahwa beberapa jenis baru dari
teknologi (komputer mungkin optik atau kuantum) akan menggantikan saat ini sirkuit
terpadu-teknologi, dan bahwa Hukum Moore akan berlaku lama setelah 2020.
Seth Lloyd menunjukkan bagaimana kapasitas komputasi potensi satu kilogram materi sama
dengan pi kali energi yang dibagi dengan konstanta Planck. Karena energi seperti sejumlah
besar dan konstanta Planck sangat kecil, persamaan ini menghasilkan jumlah yang sangat
besar: sekitar 5,0 * 1050 operasi per detik.
Dia percaya bahwa pertumbuhan eksponensial hukum Moore akan terus berlanjut
setelah penggunaan sirkuit terintegrasi ke dalam teknologi yang akan mengarah pada
teknologi singularitas. Hukum Pengembalian Mempercepat dijelaskan oleh Ray Kurzweil
telah dalam banyak cara mengubah persepsi publik Hukum Moore. Ini adalah kepercayaan
(tapi salah) umum bahwa Hukum Moore membuat prediksi tentang semua bentuk teknologi,
saat itu hanya benar-benar telah menunjukkan dengan jelas untuk sirkuit semikonduktor.
Namun banyak orang termasuk Richard Dawkins telah mengamati bahwa hukum Moore
akan berlaku - setidaknya oleh inferensi - untuk setiap masalah yang bisa diserang oleh
komputer digital dan dalam esensinya juga masalah digital. Oleh karena itu, karena
pengkodean digital DNA, kemajuan dalam genetika juga dapat memajukan pada tingkat
hukum Moore. Futuris masih banyak menggunakan istilah "hukum Moore" dalam arti yang
luas untuk menggambarkan ide-ide seperti yang diajukan oleh Kurzweil tetapi tidak
sepenuhnya memahami perbedaan antara masalah linier dan masalah digital.
Moore sendiri, yang tidak pernah dimaksudkan untuk eponymous hukum ditafsirkan begitu
luas, telah menyindir:
1. Hukum Moore telah menjadi nama yang diberikan untuk segala sesuatu yang berubah
secara eksponensial. Saya katakan, jika Gore menciptakan Internet, Saya menemukan
eksponensial.
Martin Ford dalam The Lampu di Tunnel: Otomasi, Teknologi Mempercepat dan
Ekonomi Masa Depan, berpendapat bahwa kelanjutan Hukum Moore akhirnya akan
menghasilkan pekerjaan rutin yang paling dalam perekonomian yang otomatis melalui
teknologi seperti robotika dan buatan khusus kecerdasan dan bahwa hal ini akan
menyebabkan pengangguran yang signifikan, serta penurunan drastis dalam permintaan
konsumen dan kepercayaan, mungkin mempercepat krisis ekonomi utama.
Michael S. Malone menulis tentang Perang seorang Moore dalam keberhasilan
nyata dari Shock dan kagum pada hari-hari awal Perang Irak. Michio Kaku, seorang
ilmuwan Amerika dan fisikawan, diperkirakan pada tahun 2003 bahwa "Hukum Moore
mungkin akan runtuh dalam 20 tahun "Konsekuensi dan keterbatasan.Kecepatan
berikutnya perubahan teknologi Perubahan teknologi adalah kombinasi dari lebih banyak dan teknologi yang lebih
baik. Sebuah studi baru-baru ini di Science (jurnal) menunjukkan bahwa puncak laju
perubahan kapasitas dunia untuk menghitung informasi berada di tahun 1998 ketika
kapasitas teknologi di dunia untuk menghitung informasi tentang komputer untuk
keperluan umum tumbuh 88% per tahun.
1. Transistor count versus kinerja komputasi
Transistor pertumbuhan eksponensial prosesor diprediksi oleh Moore tidak selalu
diterjemahkan ke dalam kinerja CPU secara eksponensial lebih praktis. Mari kita
mempertimbangkan kasus dari sistem single-threaded. Menurut hukum Moore, dimensi
transistor skala oleh 30% (0,7 x) setiap generasi teknologi, sehingga mengurangi daerah
mereka sebesar 50%. Hal ini mengurangi penundaan (0,7 x) dan karenanya meningkatkan
frekuensi operasi sekitar 40% (1,4 x). Akhirnya, untuk menjaga medan listrik konstan,
tegangan berkurang 30%, mengurangi energi sebesar 65% dan kekuasaan (pada frekuensi
1,4 x) sebesar 50%, karena daya aktif = CV2f. Oleh karena itu, dalam setiap kepadatan
teknologi generasi transistor ganda, rangkaian menjadi 40% lebih cepat, sedangkan
konsumsi daya (dengan dua kali jumlah transistor) tetap sama.
Sumber lain dari perbaikan kinerja adalah karena teknik mikroarsitektur
mengeksploitasi pertumbuhan jumlah transistor yang tersedia. Kenaikan ini secara empiris
dijelaskan oleh aturan Pollack yang menyatakan bahwa kinerja meningkat karena teknik
mikroarsitektur adalah akar kuadrat dari jumlah transistor atau daerah dari sebuah
prosesor.
Dalam multi-core CPU, kepadatan transistor lebih tinggi tidak sangat
meningkatkan kecepatan pada aplikasi konsumen banyak yang tidak parallelized. Ada
kasus di mana peningkatan sekitar 45% dalam transistor prosesor telah diterjemahkan
kira-kira 10-20% peningkatan dalam kekuatan pemrosesan .Dilihat bahkan lebih luas,
kecepatan sistem sering dibatasi oleh faktor-faktor lain daripada kecepatan prosesor,
seperti bandwith internal dan kecepatan penyimpanan, dan satu dapat menilai kinerja
keseluruhan sistem berdasarkan faktor-faktor lain selain kecepatan, seperti efisiensi biaya
atau efisiensi listrik.
2. Pentingnya non-CPU kemacetan
Sebagai CPU kecepatan dan kapasitas memori meningkat, aspek lain dari kinerja seperti
memori dan kecepatan akses disk telah gagal untuk mengikutinya. Akibatnya, mereka
latency akses lebih banyak dan lebih sering hambatan dalam kinerja sistem, dan kinerja
tinggi hardware dan software harus dirancang untuk mengurangi dampak mereka.
Dalam desain prosesor, out-of-order eksekusi dan on-chip cache prefetching dan
mengurangi dampak dari latency memori pada biaya menggunakan transistor yang lebih
dan meningkatkan kompleksitas prosesor. Dalam perangkat lunak, sistem operasi dan
database memiliki cache mereka sendiri tersetel dan prefetching sistem untuk
meminimalkan jumlah disk berusaha, termasuk sistem seperti ReadyBoost yang
menggunakan low-latency memori flash. Beberapa database dapat memampatkan indeks
dan data, mengurangi jumlah data yang dibaca dari disk pada biaya menggunakan waktu
CPU untuk kompresi dan dekompresi [69]. Biaya relatif meningkat dari disk berusaha
juga membuat kecepatan akses tinggi yang disediakan oleh solid-state disk lebih menarik
untuk beberapa aplikasi.
Paralelisme dan hukum Moore
Komputasi paralel baru-baru ini menjadi perlu untuk mengambil keuntungan penuh dari
keuntungan yang diperbolehkan oleh hukum Moore. Selama bertahun-tahun, para
pembuat prosesor secara konsisten disampaikan kenaikan tingkat suku jam dan instruksilevel
parallelism, sehingga single-threaded kode dieksekusi lebih cepat pada prosesor yang
lebih baru dengan tidak ada modifikasi. Sekarang, untuk mengelola disipasi daya CPU,
pembuat prosesor mendukung multi-core chip yang desain, dan software harus ditulis
dalam cara multi-threaded atau multi-proses untuk mengambil keuntungan penuh dari
perangkat keras. Banyak multi-threaded paradigma pengembangan memperkenalkan
overhead, dan tidak akan melihat peningkatan kecepatan linier dalam jumlah vs prosesor.
Hal ini terutama berlaku ketika mengakses sumber daya bersama atau tergantung, karena
untuk mengunci pertengkaran. Efek ini menjadi lebih terlihat sebagai jumlah prosesor
meningkat. Baru-baru ini, IBM telah mencari cara untuk mendistribusikan daya komputasi
lebih efisien dengan meniru sifat-sifat distribusi dari otak manusia.
Implikasi negatif dari Hukum Moore adalah usang, yaitu, sebagai teknologi terus cepat
"memperbaiki", perbaikan ini dapat cukup signifikan untuk membuat teknologi
pendahulunya cepat usang. Dalam situasi di mana keamanan dan survivabilitas dari
hardware dan / atau data adalah hal yang terpenting, atau di mana sumber daya terbatas,
usang cepat dapat menimbulkan hambatan untuk kelancaran operasional atau dilanjutkan.
Menurut Hukum Moore, jumlah transistor pada sebuah chip berlipat ganda
setiap dua tahun. Akibatnya skala semakin kecil dan lebih kecil.
Selama beberapa dekade,Intel telah bertemu tantangan besar melalui investasi dalam
teknologi dan manufaktur sehingga keahlian silikon tak tertandingi yang telah membuat
Hukum Moore kenyataan.
Dalam sebuah alam semesta di mana lebih kecil lebih baik, teknologi proses saat ini Intel -
proses silikon paling maju dalam volume produksi di mana saja di dunia
- Mencetak individu garis kecil dari virus dan 1.000 kali lebih tipis dari
rambut manusia dan memproduksi mikroprosesor dengan beberapa fitur setipis
lima atom lapisan.
Sebagai transistor jumlah memanjat begitu pula kemampuan untuk meningkatkan
kompleksitas perangkat dan mengintegrasikan banyak kemampuan ke chip. Dampak
kumulatif dari spiral peningkatan kemampuan daya ekonomi dan Internet, menjalankan
segala sesuatu dari telepon digital dan PC ke pasar saham dan pesawat ruang angkasa, dan
memungkinkan hari ini kaya informasi, konvergensi digital dunia. Intel berharap untuk
melanjutkan mengemudi tepi terkemuka prediksi Moore baik ke masa mendatang.
Pada tahun 1965, Gordon Moore sketsa prediksi tentang laju teknologi silikon. Beberapa
dekade kemudian, Hukum Moore tetap berlaku, didorong oleh keahlian silikon Intel tak
tertandingi.Budidaya Bar hampir 40 tahun yang lalu, Intel co-founder Gordon Moore
diperkirakan laju inovasi teknologi.
Prediksi Nya, dikenal sebagai "Hukum Moore," menyatakan bahwa kepadatan transistor
pada sirkuit terpadu ganda sekitar setiap dua tahun. Hari ini, Intel terus memimpin
industri, mengemudi Hukum Moore untuk meningkatkan fungsionalitas dan kinerja dan
mengurangi biaya, membawa pertumbuhan industri di seluruh dunia.
http://en.wikipedia.org/wiki/Moore's_law
- Jumlah transistor yang dapat ditempatkan murah pada sebuah sirkuit terpadu ganda kira-kira
setiap dua tahun. Kecenderungan ini telah berlangsung selama lebih dari setengah abad. 2005
sumber diharapkan untuk terus sampai setidaknya 2015 atau 2020. Namun, update 2010 untuk
International Technology Roadmap untuk Semikonduktor memiliki pertumbuhan melambat pada
akhir tahun 2013, jumlah waktu yang kemudian transistor dan kepadatan adalah untuk ganda
hanya setiap 3 tahun.
- Kemampuan dari banyak perangkat elektronik digital sangat terkait dengan hukum Moore
- Pemrosesan kecepatan, kapasitas memori, sensor dan bahkan jumlah dan ukuran piksel dalam
kamera digital. Semua ini meningkatkan di (sekitar) harga eksponensial juga (lihat formulasi lain
dan hukum yang serupa).
- Peningkatan eksponensial telah secara dramatis meningkatkan dampak dari elektronika digital
dalam hampir setiap segmen perekonomian dunia .Hukum Moore menggambarkan kekuatan
pendorong perubahan teknologi dan sosial di akhir abad 21 dan awal ke-20.
Hukum ini dinamai Intel co-founder E. Gordon Moore, yang menggambarkan tren di
tahun 1965 makalahnya . Kertas mencatat bahwa jumlah komponen dalam sirkuit terpadu telah
dua kali lipat setiap tahun dari penemuan dari sirkuit terpadu pada tahun 1958 sampai tahun 1965
dan memperkirakan bahwa kecenderungan akan terus "untuk setidaknya sepuluh tahun"
.Prediksi-Nya telah terbukti secara luar biasa akurat, sebagian karena hukum yang sekarang
digunakan dalam industri semikonduktor untuk membimbing panjang jangka perencanaan dan
menetapkan target untuk penelitian dan pengembangan.
Sejarah
Istilah "hukum Moore" diciptakan sekitar tahun 1970 oleh profesor Caltech, VLSI pelopor, dan
pengusaha Carver Mead . Prediksi kenaikan serupa pada daya komputer telah ada tahun-tahun
sebelumnya. Alan Turing pada tahun 1950 Mesin kertas Komputasi dan Intelijen telah
meramalkan bahwa dengan pergantian milenium, kita akan memiliki "komputer dengan
kapasitas penyimpanan sekitar 10 ^ 9", yang sekarang kita sebut "128 megabyte." Moore
mungkin telah mendengar Douglas Engelbart, co-penemu dari mouse komputer mekanis hari ini,
membahas downscaling diproyeksikan ukuran sirkuit terpadu dalam kuliah 1960 . Sebuah artikel
New York Times diterbitkan 31 Agustus 2009, kredit Engelbart memiliki membuat prediksi
tahun 1959.
Pernyataan asli Moore yang penting transistor telah dua kali lipat setiap tahun dapat ditemukan
dalam bukunya "Menjejalkan komponen lebih ke sirkuit terpadu", Majalah Elektronik 19 April
1965:
- Kompleksitas untuk biaya komponen minimum telah meningkat dengan laju kira-kira faktor
dua per tahun . Tentu saja dalam jangka pendek tingkat ini dapat diperkirakan akan terus
berlanjut, jika tidak meningkat. Selama jangka panjang, tingkat kenaikan sedikit lebih tidak pasti,
meskipun tidak ada alasan untuk percaya tidak akan tetap hampir konstan selama setidaknya 10
tahun. Itu berarti tahun 1975, jumlah komponen per sirkuit terpadu untuk biaya minimum akan
65.000. Saya percaya bahwa sirkuit besar dapat dibangun di atas wafer tunggal.
- Moore sedikit diubah perumusan hukum dari waktu ke waktu, dalam retrospeksi memperkuat
keakuratan dirasakan hukum-Nya. Paling menonjol, pada tahun 1975, Moore diubah proyeksi
untuk dua kali lipat setiap dua tahun. Meskipun kesalahpahaman yang populer, ia adalah
bersikeras bahwa dia tidak memprediksi penggandaan "setiap 18 bulan". Namun, David House,
seorang rekan Intel, telah diperhitungkan dalam peningkatan kinerja transistor untuk menyimpulkan bahwa sirkuit terintegrasi akan berlipat ganda dalam kinerja setiap 18 bulan.
Pada April 2005, Intel menawarkan US $ 10.000 untuk membeli salinan edisi Majalah
Elektronik asli di mana artikel Moore muncul. Seorang insinyur yang tinggal di Inggris adalah
yang pertama untuk menemukan salinan dan menawarkan kepada Intel. Formulasi lain dan
hukum yang serupa PC hard disk dengan kapasitas (dalam GB). Plot adalah logaritmik, sehingga
garis dipasang sesuai dengan pertumbuhan eksponensial.
Beberapa langkah-langkah teknologi digital pada tingkat eksponensial meningkatkan
berkaitan dengan hukum Moore :
- Termasuk, biaya kepadatan ukuran, dan kecepatan komponen. Moore sendiri menulis hanya
sekitar kepadatan komponen (atau transistor) dengan biaya minimum.
Transistor per sirkuit terpadu. Formulasi paling populer adalah dua kali lipat dari jumlah
transistor pada sirkuit terpadu setiap dua tahun. Pada akhir 1970-an, hukum Moore dikenal
sebagai batas untuk jumlah transistor pada chip yang paling kompleks. Tren terkini menunjukkan
bahwa tingkat ini telah dipertahankan di tahun 2007.
Kepadatan dengan biaya minimum per transistor. Ini adalah formulasi yang diberikan pada
1965 kertas Moore .Hal ini bukan hanya tentang kepadatan transistor yang dapat dicapai, tetapi
tentang kepadatan transistor di mana biaya per transistor adalah yang terendah. Sebagai transistor
lebih banyak menempatkan pada chip, biaya untuk membuat setiap transistor berkurang, tetapi
kemungkinan bahwa chip tidak akan bekerja karena cacat meningkat. Pada tahun 1965, Moore
meneliti kepadatan transistor di mana biaya diminimalkan, dan mengamati bahwa, sebagai
transistor dibuat lebih kecil melalui kemajuan dalam fotolitografi, jumlah ini akan meningkat
pada "tingkat kira-kira faktor dari dua per tahun". Saat ini negara-of-the-art alat fotolitografi
menggunakan ultraviolet yang mendalam (DUV) cahaya dari laser excimer dengan panjang
gelombang 248 dan 193 nm - teknologi litografi dominan saat ini adalah demikian juga disebut
"excimer litografi laser" yang telah memungkinkan ukuran fitur minimum dalam pembuatan
chip menyusut dari 0,5 mikrometer pada tahun 1990 menjadi 45 nanometer dan di bawah tahun
2010. Tren ini diperkirakan akan terus berlanjut ke dekade ini bahkan untuk chip padat, dengan
fitur minimal mendekati 10 nanometer. Excimer litografi laser memiliki demikian memainkan
peran penting dalam kemajuan terus Hukum Moore selama 20 tahun terakhir.
Hard disk penyimpanan biaya per unit informasi. Sebuah hukum yang sama (kadangkadang
disebut Hukum Kryder itu) telah diselenggarakan untuk penyimpanan hard biaya drive
per unit informasi .Tingkat kemajuan dalam penyimpanan disk selama dekade terakhir telah
benar-benar mempercepat lebih dari sekali, sesuai dengan pemanfaatan mengoreksi kesalahan.
kode, efek magnetoresistive dan efek magnetoresistive raksasa. Tingkat saat ini peningkatan
kapasitas hard drive kira-kira mirip dengan laju peningkatan jumlah transistor. Tren terkini
menunjukkan bahwa tingkat ini telah dipertahankan di tahun 2007.
Kapasitas jaringan. Menurut Gerry / Gerald Butters, mantan kepala Kelompok Jaringan
Optik Lucent di Bell Labs, ada versi lain, yang disebut Hukum Mentega dari Photonics,
formulasi yang sengaja paralel hukum Moore. Mentega hukum itu mengatakan bahwa jumlah
data yang keluar dari sebuah serat optik adalah dua kali lipat setiap sembilan bulan. Dengan
demikian, biaya transmisi sedikit melalui jaringan optik berkurang setiap setengah sembilan
bulan. Ketersediaan panjang gelombang-division multiplexing (kadang-kadang disebut "WDM")
meningkatkan kapasitas yang dapat ditempatkan pada serat tunggal sebanyak faktor dari 100.
Jaringan optik dan padat panjang gelombang-division multiplexing (DWDM) dengan cepat
membawa menurunkan biaya jaringan, dan perkembangan lebih lanjut tampaknya terjamin.
Akibatnya, harga grosir runtuh lalu lintas data dalam gelembung dot-com. Hukum Nielsen
mengatakan bahwa bandwidth yang tersedia untuk pengguna meningkat 50% per tahun.
Piksel per dolar berdasarkan harga eceran yang disarankan Australia kamera Kodak
digital Pixel per dolar. Demikian pula, Barry Hendy Kodak Australia telah merencanakan "piksel per dolar" sebagai ukuran dasar dari nilai untuk kamera digital, menunjukkan linearitas sejarah
(pada skala log) dari pasar ini dan kesempatan untuk memprediksi tren masa depan dari kamera
digital harga, LCD dan LED dan resolusi layar.
Hukum Moore Agung Compensator (TGMLC), umumnya disebut sebagai mengasapi, dan
juga dikenal sebagai hukum Wirth, adalah prinsip bahwa generasi-generasi perangkat lunak
komputer cukup memperoleh keuntungan mengasapi untuk mengimbangi kinerja yang
diramalkan oleh Hukum Moore. Dalam sebuah artikel 2008 di InfoWorld, Randall C. Kennedy,
sebelumnya dari Intel, memperkenalkan istilah ini menggunakan versi-versi Microsoft Office
antara tahun 2000 dan 2007 sebagai premis nya. Meskipun keuntungan dalam kinerja komputasi
selama periode waktu ini sesuai dengan hukum Moore, Office 2007 melakukan tugas yang sama
pada setengah kecepatan pada komputer tahun 2007 prototipikal dibandingkan dengan Office
2000 pada komputer tahun 2000.Sebagai target untuk industri dan ramalan.
Meskipun hukum Moore awalnya dibuat dalam bentuk pengamatan dan ramalan, semakin
luas diterima menjadi, semakin menjabat sebagai tujuan untuk seluruh industri. Hal ini membuat
kedua pemasaran dan departemen rekayasa produsen semikonduktor untuk memfokuskan energi
sangat besar yang bertujuan untuk peningkatan ditentukan dalam kekuatan pemrosesan bahwa itu
diduga satu atau lebih dari pesaing mereka segera akan benar-benar dicapai. Dalam hal ini, dapat
dipandang sebagai ramalan.
- Moore Hukum Kedua Informasi lebih lanjut: hukum Rock
Sebagai biaya tenaga komputer untuk jatuh konsumen, biaya bagi produsen untuk memenuhi
hukum Moore mengikuti suatu tren yang berlawanan: R & D, manufaktur, dan biaya tes telah
meningkat terus dengan setiap generasi baru dari chip. Biaya produksi meningkat merupakan
pertimbangan penting untuk mempertahankan hukum Moore .
- Hal ini menyebabkan perumusan "hukum kedua Moore", yang adalah bahwa biaya modal
dari fab semikonduktor juga meningkat secara eksponensial dari waktu ke waktu.
Bahan yang diperlukan untuk kemajuan teknologi (misalnya, photoresists dan polimer
lainnya dan bahan kimia industri) yang berasal dari sumber daya alam seperti minyak bumi
dan sebagainya dipengaruhi oleh biaya dan pasokan sumber daya tersebut. Namun demikian,
biaya photoresist yang turun melalui pengiriman lebih efisien, meskipun risiko kekurangan
tetap.
* faktor-faktor pendukung utama dan tren masa depan
Berbagai inovasi oleh sejumlah besar ilmuwan dan insinyur telah menjadi faktor signifikan
dalam kelangsungan hukum Moore sejak awal sirkuit terpadu (IC) zaman. Sedangkan daftar
rinci dari kontribusi yang signifikan seperti pasti akan diinginkan, di bawah ini hanya
beberapa inovasi yang terdaftar sebagai contoh terobosan yang telah memainkan peran
penting dalam kemajuan teknologi IC oleh lebih dari enam lipat dalam waktu kurang dari
lima dekade:
* Kontribusi terpenting, yang merupakan raison d'etre bagi hukum Moore, adalah
penemuan dari rangkaian terpadu itu sendiri, dikreditkan contemporaneously untuk Jack
Kilby di Texas Instruments dan Bob Noyce di Intel .
* Penemuan proses metal-oksida-semikonduktor komplementer (CMOS) oleh
Frank Wanlass pada tahun 1963 .Sejumlah kemajuan teknologi CMOS dengan banyak
pekerja di bidang semikonduktor sejak karya Wanlass telah memungkinkan. Yang sangat
padat dan tinggi kinerja industri IC yang membuat hari ini.
* Penemuan teknologi memori dynamic random access (DRAM) oleh R. Dennard di
IBM pada tahun 1967 .Yang dibuat mungkin untuk mengarang satu-transistor sel memori.
Banyak kemajuan besar berikutnya dalam teknologi memori oleh para peneliti terkemuka di
seluruh dunia telah memberikan kontribusi untuk biaya-rendah di mana-mana, kapasitas tinggi modul memori dalam produk-produk elektronik beragam.
* Penemuan fotolitografi excimer laser UV yang mendalam oleh K. Jain di IBM
pada tahun 1982, yang telah memungkinkan fitur terkecil di IC menyusut dari 500 nanometer
pada tahun 1990 menjadi serendah 32 nanometer pada tahun 2011 . Dengan kemajuan
fenomenal dibuat dalam alat fotolitografi laser excimer oleh sejumlah peneliti dan
perusahaan, tren ini diperkirakan akan terus berlanjut ke dekade ini bahkan untuk chip padat,
dengan fitur minimal mencapai di bawah 10 nanometer. Dari perspektif ilmiah yang lebih
luas, sejak penemuan laser pada tahun 1960, pengembangan litografi excimer laser telah
disorot sebagai salah satu tonggak utama dalam sejarah 50-tahun laser .
Komputer industri teknologi "peta jalan" memprediksi (sampai dengan tahun 2001
[update]) bahwa hukum Moore akan berlanjut selama beberapa generasi chip yang.
Tergantung pada dan setelah waktu penggandaan yang digunakan dalam perhitungan, ini bisa
berarti peningkatan hingga seratus kali lipat dalam jumlah transistor per chip dalam satu
dekade. Industri semikonduktor roadmap teknologi menggunakan Waktu penggandaan tiga
tahun untuk mikroprosesor, yang mengarah ke peningkatan sepuluh kali lipat dalam dekade
berikutnya Intel dilaporkan pada tahun 2005 sebagai menyatakan bahwa pengecilan chip
silikon dengan ekonomi yang baik dapat berlanjut selama dekade berikutnya, dan pada 2008
sebagai memprediksi tren melalui 2029.
- Beberapa arah baru dalam penelitian yang memungkinkan hukum Moore untuk terus
adalah:
* Peneliti dari IBM dan Georgia Tech menciptakan rekor kecepatan baru ketika
mereka berlari sebuah transistor silikon / germanium helium dingin di 500 gigahertz (GHz)
.Transistor dioperasikan di atas 500 GHz sebesar 4,5 K (-451 ° F/-268.65 ° C) dan simulasi
menunjukkan bahwa kemungkinan besar bisa dijalankan pada 1 THz (1.000 GHz). Namun,
percobaan ini hanya menguji transistor tunggal.
* Sebagai contoh dari dampak yang mendalam-fotolitografi excimer laser ultraviolet,
dalam melanjutkan kemajuan dalam pembuatan chip semikonduktor, IBM peneliti
mengumumkan pada awal 2006 bahwa mereka telah mengembangkan teknik untuk mencetak
sirkuit hanya 29,9 nm luas dengan menggunakan 193 nm excimer ARF litografi laser. IBM
mengklaim bahwa teknik ini memungkinkan produsen chip untuk menggunakan kemudiansaat
ini metode untuk tujuh tahun lagi sambil terus untuk mencapai hasil yang diramalkan
oleh hukum Moore. Metode baru yang dapat mencapai sirkuit yang lebih kecil diharapkan
secara substansial lebih mahal.
* Pada bulan April 2008, peneliti di HP Labs mengumumkan pembentukan yang
bekerja "memristor": sebuah dasar keempat elemen pasif sirkuit yang keberadaannya
sebelumnya hanya berteori. Sifat unik memristor yang memungkinkan untuk penciptaan
perangkat elektronik yang lebih kecil dan berperforma lebih baik .Memristor ini
menunjukkan beberapa kemiripan dengan memori resistif (CBRAM atau RRAM)
dikembangkan secara mandiri dan baru-baru oleh kelompok lain untuk aplikasi non-volatile
memori.
* Pada bulan Februari 2010, peneliti di Institut Nasional Tyndall di Cork, Irlandia
mengumumkan terobosan dalam transistor dengan desain dan fabrikasi transistor pertama di
dunia junctionless. Penelitian yang dipimpin oleh Profesor Jean-Pierre Colinge diterbitkan
dalam Nature Nanotechnology dan menggambarkan gerbang kontrol sekitar nanowire silikon
yang bisa mengencangkan sekitar kawat ke titik menutup bagian elektron tanpa
menggunakan sambungan atau doping. Para peneliti mengklaim bahwa transistor junctionless
baru dapat diproduksi pada 10-nanometer skala menggunakan teknik fabrikasi yang ada.
* Pada bulan April 2011, sebuah tim peneliti di University of Pittsburgh mengumumkan
pengembangan dari transistor elektron tunggal dengan diameter 1,5 nanometer terbuat dari
bahan oksida berbasis. Menurut para peneliti, tiga "kabel" berkumpul di sebuah "pulau"
sentral yang dapat rumah satu atau dua elektron. Elektron terowongan dari satu kawat yang
lain melalui pulau itu. Kondisi pada hasil kawat ketiga dalam sifat konduktif yang berbeda
termasuk kemampuan transistor untuk bertindak sebagai memori solid state.
Kecenderungan skala untuk memori flash NAND memungkinkan penggandaan
komponen diproduksi di daerah wafer yang sama dalam waktu kurang dari 18 bulan.Ultimate
batas hukum Hasil simulasi atomistik untuk pembentukan inversi saluran (kerapatan
elektron) dan pencapaian ambang tegangan (IV) dalam MOSFET nanowire. Perhatikan
bahwa tegangan ambang batas untuk perangkat ini terletak sekitar 0,45 V. MOSFET
nanowire berbaring menjelang akhir roadmap ITRS untuk perangkat scaling di bawah 10 nm
panjang gerbang.
Pada tanggal 13 April 2005, Gordon Moore menyatakan dalam sebuah wawancara
bahwa hukum tidak dapat dipertahankan tanpa batas: "Ini tidak bisa terus selamanya Sifat
eksponensial adalah bahwa Anda mendorong mereka keluar dan akhirnya bencana terjadi.."
Dia juga mencatat bahwa transistor akhirnya akan mencapai batas miniaturisasi pada tingkat
atom:
Dalam hal ukuran [transistor] Anda dapat melihat bahwa kita sedang mendekati
ukuran atom yang merupakan penghalang yang mendasar, tapi akan dua atau tiga generasi
sebelum kita mendapatkan yang jauh-tapi itu sejauh sebagai kami telah pernah bisa melihat.
Kami memiliki 10 sampai 20 tahun sebelum kita mencapai batas mendasar. Pada saat itu
mereka akan mampu membuat chip lebih besar dan memiliki anggaran miliaran transistor
dalam.
Pada bulan Januari 1995, Digital Alpha 21164 mikroprosesor memiliki 9,3 juta
transistor. Prosesor 64-bit adalah ujung tombak teknologi pada saat itu, bahkan jika pangsa
pasar sirkuit tetap rata-rata. Enam tahun kemudian, keadaan seni mikroprosesor berisi lebih
dari 40 juta transistor. Hal ini berteori bahwa dengan miniaturisasi lebih lanjut, pada tahun
2015 prosesor ini harus berisi lebih dari 15 miliar transistor, dan pada tahun 2020 akan di
produksi skala molekul, dimana molekul masing-masing dapat diposisikan secara individual .
Pada tahun 2003 Intel diprediksi akhir akan datang antara tahun 2013 dan 2018
dengan 16 nanometer proses manufaktur dan 5 gerbang nanometer, karena terowongan
kuantum, meskipun orang lain menyarankan chip bisa mendapatkan lebih besar, atau menjadi
berlapis-lapis Pada tahun 2008. Dicatat bahwa untuk 30 tahun terakhir telah memperkirakan
bahwa hukum Moore akan berlangsung setidaknya satu dekade lagi.
Beberapa melihat batas-batas hukum sebagai jauh di masa depan yang jauh.
Lawrence Krauss dan Glenn D. Starkman mengumumkan batas akhir sekitar 600 tahun
dalam makalah mereka, berdasarkan estimasi ketat dari total kapasitas pengolahan informasi
dari setiap sistem di alam semesta.
Satu juga dapat membatasi kinerja teoritis dari sebuah "laptop akhir" lebih praktis
dengan massa satu kilogram dan volume satu liter. Hal ini dilakukan dengan
mempertimbangkan kecepatan cahaya, skala kuantum, konstanta gravitasi dan konstanta
Boltzmann .Kemudian lagi, hukum sering bertemu rintangan yang pertama kali muncul dapat
diatasi, tetapi memang diatasi lama. Dalam hal ini, Moore mengatakan dia sekarang melihat
hukum sebagai lebih indah daripada ia menyadari: ".. Hukum Moore adalah pelanggaran
hukum Murphy Semuanya akan lebih baik dan lebih baik" .
- Futuris dan hukum Moore
Kurzweil adalah perpanjangan dari hukum Moore dari sirkuit terintegrasi untuk transistor
sebelumnya, tabung vakum, relay dan komputer elektromekanis.
Futuris seperti Ray Kurzweil, Bruce Sterling, dan Vernor Vinge percaya bahwa peningkatan
eksponensial dijelaskan oleh hukum Moore akhirnya akan mengarah pada teknologi
singularitas:. Periode di mana kemajuan dalam teknologi terjadi hampir seketika
Meskipun Kurzweil setuju bahwa pada 2019 strategi saat ini yang selalu halus
fotolitografi akan memiliki ajalnya, ia berspekulasi bahwa hal ini tidak berarti akhir dari
hukum Moore:
Hukum Moore Sirkuit Terpadu adalah bukan yang pertama, tetapi paradigma kelima
untuk meramalkan mempercepat rasio harga-performa. Perangkat komputasi telah secara
konsisten mengalikan dalam kekuasaan (per unit waktu) dari perangkat penghitung mekanis
digunakan di tahun 1890 Sensus Amerika Serikat, untuk [Newman] berbasis relay "[Heath]
Robinson" mesin yang retak sandi Lorenz, dengan vakum CBS tabung komputer yang
meramalkan pemilihan Eisenhower, ke transistor berbasis mesin yang digunakan dalam
meluncurkan ruang pertama, untuk komputer-sirkuit terpadu berbasis pribadi .
Kurzweil berspekulasi bahwa ada kemungkinan bahwa beberapa jenis baru dari
teknologi (komputer mungkin optik atau kuantum) akan menggantikan saat ini sirkuit
terpadu-teknologi, dan bahwa Hukum Moore akan berlaku lama setelah 2020.
Seth Lloyd menunjukkan bagaimana kapasitas komputasi potensi satu kilogram materi sama
dengan pi kali energi yang dibagi dengan konstanta Planck. Karena energi seperti sejumlah
besar dan konstanta Planck sangat kecil, persamaan ini menghasilkan jumlah yang sangat
besar: sekitar 5,0 * 1050 operasi per detik.
Dia percaya bahwa pertumbuhan eksponensial hukum Moore akan terus berlanjut
setelah penggunaan sirkuit terintegrasi ke dalam teknologi yang akan mengarah pada
teknologi singularitas. Hukum Pengembalian Mempercepat dijelaskan oleh Ray Kurzweil
telah dalam banyak cara mengubah persepsi publik Hukum Moore. Ini adalah kepercayaan
(tapi salah) umum bahwa Hukum Moore membuat prediksi tentang semua bentuk teknologi,
saat itu hanya benar-benar telah menunjukkan dengan jelas untuk sirkuit semikonduktor.
Namun banyak orang termasuk Richard Dawkins telah mengamati bahwa hukum Moore
akan berlaku - setidaknya oleh inferensi - untuk setiap masalah yang bisa diserang oleh
komputer digital dan dalam esensinya juga masalah digital. Oleh karena itu, karena
pengkodean digital DNA, kemajuan dalam genetika juga dapat memajukan pada tingkat
hukum Moore. Futuris masih banyak menggunakan istilah "hukum Moore" dalam arti yang
luas untuk menggambarkan ide-ide seperti yang diajukan oleh Kurzweil tetapi tidak
sepenuhnya memahami perbedaan antara masalah linier dan masalah digital.
Moore sendiri, yang tidak pernah dimaksudkan untuk eponymous hukum ditafsirkan begitu
luas, telah menyindir:
1. Hukum Moore telah menjadi nama yang diberikan untuk segala sesuatu yang berubah
secara eksponensial. Saya katakan, jika Gore menciptakan Internet, Saya menemukan
eksponensial.
Martin Ford dalam The Lampu di Tunnel: Otomasi, Teknologi Mempercepat dan
Ekonomi Masa Depan, berpendapat bahwa kelanjutan Hukum Moore akhirnya akan
menghasilkan pekerjaan rutin yang paling dalam perekonomian yang otomatis melalui
teknologi seperti robotika dan buatan khusus kecerdasan dan bahwa hal ini akan
menyebabkan pengangguran yang signifikan, serta penurunan drastis dalam permintaan
konsumen dan kepercayaan, mungkin mempercepat krisis ekonomi utama.
Michael S. Malone menulis tentang Perang seorang Moore dalam keberhasilan
nyata dari Shock dan kagum pada hari-hari awal Perang Irak. Michio Kaku, seorang
ilmuwan Amerika dan fisikawan, diperkirakan pada tahun 2003 bahwa "Hukum Moore
mungkin akan runtuh dalam 20 tahun "Konsekuensi dan keterbatasan.Kecepatan
berikutnya perubahan teknologi Perubahan teknologi adalah kombinasi dari lebih banyak dan teknologi yang lebih
baik. Sebuah studi baru-baru ini di Science (jurnal) menunjukkan bahwa puncak laju
perubahan kapasitas dunia untuk menghitung informasi berada di tahun 1998 ketika
kapasitas teknologi di dunia untuk menghitung informasi tentang komputer untuk
keperluan umum tumbuh 88% per tahun.
1. Transistor count versus kinerja komputasi
Transistor pertumbuhan eksponensial prosesor diprediksi oleh Moore tidak selalu
diterjemahkan ke dalam kinerja CPU secara eksponensial lebih praktis. Mari kita
mempertimbangkan kasus dari sistem single-threaded. Menurut hukum Moore, dimensi
transistor skala oleh 30% (0,7 x) setiap generasi teknologi, sehingga mengurangi daerah
mereka sebesar 50%. Hal ini mengurangi penundaan (0,7 x) dan karenanya meningkatkan
frekuensi operasi sekitar 40% (1,4 x). Akhirnya, untuk menjaga medan listrik konstan,
tegangan berkurang 30%, mengurangi energi sebesar 65% dan kekuasaan (pada frekuensi
1,4 x) sebesar 50%, karena daya aktif = CV2f. Oleh karena itu, dalam setiap kepadatan
teknologi generasi transistor ganda, rangkaian menjadi 40% lebih cepat, sedangkan
konsumsi daya (dengan dua kali jumlah transistor) tetap sama.
Sumber lain dari perbaikan kinerja adalah karena teknik mikroarsitektur
mengeksploitasi pertumbuhan jumlah transistor yang tersedia. Kenaikan ini secara empiris
dijelaskan oleh aturan Pollack yang menyatakan bahwa kinerja meningkat karena teknik
mikroarsitektur adalah akar kuadrat dari jumlah transistor atau daerah dari sebuah
prosesor.
Dalam multi-core CPU, kepadatan transistor lebih tinggi tidak sangat
meningkatkan kecepatan pada aplikasi konsumen banyak yang tidak parallelized. Ada
kasus di mana peningkatan sekitar 45% dalam transistor prosesor telah diterjemahkan
kira-kira 10-20% peningkatan dalam kekuatan pemrosesan .Dilihat bahkan lebih luas,
kecepatan sistem sering dibatasi oleh faktor-faktor lain daripada kecepatan prosesor,
seperti bandwith internal dan kecepatan penyimpanan, dan satu dapat menilai kinerja
keseluruhan sistem berdasarkan faktor-faktor lain selain kecepatan, seperti efisiensi biaya
atau efisiensi listrik.
2. Pentingnya non-CPU kemacetan
Sebagai CPU kecepatan dan kapasitas memori meningkat, aspek lain dari kinerja seperti
memori dan kecepatan akses disk telah gagal untuk mengikutinya. Akibatnya, mereka
latency akses lebih banyak dan lebih sering hambatan dalam kinerja sistem, dan kinerja
tinggi hardware dan software harus dirancang untuk mengurangi dampak mereka.
Dalam desain prosesor, out-of-order eksekusi dan on-chip cache prefetching dan
mengurangi dampak dari latency memori pada biaya menggunakan transistor yang lebih
dan meningkatkan kompleksitas prosesor. Dalam perangkat lunak, sistem operasi dan
database memiliki cache mereka sendiri tersetel dan prefetching sistem untuk
meminimalkan jumlah disk berusaha, termasuk sistem seperti ReadyBoost yang
menggunakan low-latency memori flash. Beberapa database dapat memampatkan indeks
dan data, mengurangi jumlah data yang dibaca dari disk pada biaya menggunakan waktu
CPU untuk kompresi dan dekompresi [69]. Biaya relatif meningkat dari disk berusaha
juga membuat kecepatan akses tinggi yang disediakan oleh solid-state disk lebih menarik
untuk beberapa aplikasi.
Paralelisme dan hukum Moore
Komputasi paralel baru-baru ini menjadi perlu untuk mengambil keuntungan penuh dari
keuntungan yang diperbolehkan oleh hukum Moore. Selama bertahun-tahun, para
pembuat prosesor secara konsisten disampaikan kenaikan tingkat suku jam dan instruksilevel
parallelism, sehingga single-threaded kode dieksekusi lebih cepat pada prosesor yang
lebih baru dengan tidak ada modifikasi. Sekarang, untuk mengelola disipasi daya CPU,
pembuat prosesor mendukung multi-core chip yang desain, dan software harus ditulis
dalam cara multi-threaded atau multi-proses untuk mengambil keuntungan penuh dari
perangkat keras. Banyak multi-threaded paradigma pengembangan memperkenalkan
overhead, dan tidak akan melihat peningkatan kecepatan linier dalam jumlah vs prosesor.
Hal ini terutama berlaku ketika mengakses sumber daya bersama atau tergantung, karena
untuk mengunci pertengkaran. Efek ini menjadi lebih terlihat sebagai jumlah prosesor
meningkat. Baru-baru ini, IBM telah mencari cara untuk mendistribusikan daya komputasi
lebih efisien dengan meniru sifat-sifat distribusi dari otak manusia.
Implikasi negatif dari Hukum Moore adalah usang, yaitu, sebagai teknologi terus cepat
"memperbaiki", perbaikan ini dapat cukup signifikan untuk membuat teknologi
pendahulunya cepat usang. Dalam situasi di mana keamanan dan survivabilitas dari
hardware dan / atau data adalah hal yang terpenting, atau di mana sumber daya terbatas,
usang cepat dapat menimbulkan hambatan untuk kelancaran operasional atau dilanjutkan.
Menurut Hukum Moore, jumlah transistor pada sebuah chip berlipat ganda
setiap dua tahun. Akibatnya skala semakin kecil dan lebih kecil.
Selama beberapa dekade,Intel telah bertemu tantangan besar melalui investasi dalam
teknologi dan manufaktur sehingga keahlian silikon tak tertandingi yang telah membuat
Hukum Moore kenyataan.
Dalam sebuah alam semesta di mana lebih kecil lebih baik, teknologi proses saat ini Intel -
proses silikon paling maju dalam volume produksi di mana saja di dunia
- Mencetak individu garis kecil dari virus dan 1.000 kali lebih tipis dari
rambut manusia dan memproduksi mikroprosesor dengan beberapa fitur setipis
lima atom lapisan.
Sebagai transistor jumlah memanjat begitu pula kemampuan untuk meningkatkan
kompleksitas perangkat dan mengintegrasikan banyak kemampuan ke chip. Dampak
kumulatif dari spiral peningkatan kemampuan daya ekonomi dan Internet, menjalankan
segala sesuatu dari telepon digital dan PC ke pasar saham dan pesawat ruang angkasa, dan
memungkinkan hari ini kaya informasi, konvergensi digital dunia. Intel berharap untuk
melanjutkan mengemudi tepi terkemuka prediksi Moore baik ke masa mendatang.
Pada tahun 1965, Gordon Moore sketsa prediksi tentang laju teknologi silikon. Beberapa
dekade kemudian, Hukum Moore tetap berlaku, didorong oleh keahlian silikon Intel tak
tertandingi.Budidaya Bar hampir 40 tahun yang lalu, Intel co-founder Gordon Moore
diperkirakan laju inovasi teknologi.
Prediksi Nya, dikenal sebagai "Hukum Moore," menyatakan bahwa kepadatan transistor
pada sirkuit terpadu ganda sekitar setiap dua tahun. Hari ini, Intel terus memimpin
industri, mengemudi Hukum Moore untuk meningkatkan fungsionalitas dan kinerja dan
mengurangi biaya, membawa pertumbuhan industri di seluruh dunia.
http://en.wikipedia.org/wiki/Moore's_law
No comments:
Post a Comment