Закон мура гласит: Закон Гордона Мура формулировка, применение, следствие |

Содержание

Закон Мура – Финансовая энциклопедия

Что такое Закон Мура?

Закон Мура связан с представлением Мура о том, что количество транзисторов в микрочипе удваивается каждые два года, хотя стоимость компьютеров снижается вдвое. Закон Мура гласит, что мы можем ожидать, что скорость и возможности наших компьютеров будут увеличиваться каждые пару лет, и мы будем платить за них меньше. Другой принцип закона Мура утверждает, что этот рост является экспоненциальным.

Понимание закона Мура

В 1965 году Гордон Э. Мур – соучредительIntel (NASDAQ: INTC ) – постулировал, что количество транзисторов, которые можно разместить в данной единице пространства, будет удваиваться примерно каждые два года.12 Однако сегодня удвоение количества установленных транзисторов на кремниевых микросхемах происходит быстрее, чем каждые два года.3

Задний план

Гордон Мур не называл свое наблюдение «законом Мура» и не намеревался создать «закон». Мур сделал это заявление, заметив новые тенденции в производстве микросхем в Intel. В конце концов, прозрение Мура превратилось в предсказание, которое, в свою очередь, стало золотым правилом, известным как закон Мура.

От предсказания к истине

В течение десятилетий, последовавших за первоначальным наблюдением Гордона Мура, закон Мура руководил полупроводниковой отраслью в долгосрочном планировании и установлении целей для исследований и разработок (НИОКР). Закон Мура был движущей силой технологических и социальных изменений, производительности и экономического роста, которые являются отличительными чертами конца двадцатого и начала двадцать первого веков.

Краткая справка

Закон Мура подразумевает, что компьютеры, машины, работающие на компьютерах, и вычислительные мощности со временем становятся меньше, быстрее и дешевле, поскольку транзисторы на интегральных схемах становятся более эффективными.1

Закон Мура в действии: ты и я

Возможно, вы испытывали (как и я) необходимость покупать новый компьютер или телефон чаще, чем вы хотели бы – скажем, каждые два-четыре года – либо потому, что он работал слишком медленно, не запускал новое приложение, либо из-за другие причины. Это явление закона Мура, которое всем нам хорошо известно.

Почти 60 лет;Все еще сильный

Спустя более 50 лет мы чувствуем долговременное влияние и преимущества закона Мура во многих отношениях.

Вычисление

По мере того как транзисторы в интегральных схемах становятся более эффективными, компьютеры становятся меньше и быстрее.Чипы и транзисторы – это микроскопические структуры, которые содержат молекулы углерода и кремния, которые идеально выровнены, чтобы быстрее перемещать электричество по цепи.Чем быстрее микрочип обрабатывает электрические сигналы, тем эффективнее становится компьютер.Стоимость более мощных компьютеров ежегодно снижается, отчасти из-за более низких затрат на рабочую силу и снижения цен на полупроводники.4

Электроника

Практически все аспекты высокотехнологичного общества выигрывают от закона Мура в действии. Мобильные устройства, такие как смартфоны и компьютерные планшеты, не работали бы без крошечных процессоров; как и видеоигры, электронные таблицы, точные прогнозы погоды и системы глобального позиционирования (GPS).

Выгода для всех секторов

Более того, меньшие и более быстрые компьютеры улучшают транспорт, здравоохранение, образование и производство энергии – это лишь некоторые из отраслей, которые достигли прогресса благодаря возросшей мощности компьютерных микросхем.

Краткая справка

Закон Мура гласит, что количество транзисторов на микрочипе удваивается примерно каждые два года, хотя стоимость компьютеров снижается вдвое.1
В 1965 году Гордон Э. Мур, соучредитель Intel, сделал это наблюдение, которое стало законом Мура.2
Другой принцип закона Мура гласит, что рост микропроцессоров идет по экспоненте.

Грядущий конец закона Мура

Эксперты сходятся во мнении, что компьютеры должны достичь физических пределов закона Мура в какой-то момент в 2020-х годах.5 Высокие температуры транзисторов в конечном итоге сделают невозможным создание схем меньшего размера.Это связано с тем, что для охлаждения транзисторов требуется больше энергии, чем количество энергии, которое уже проходит через транзисторы. 6 В интервью 2007 года сам Мур признал, что «… тот факт, что материалы состоят из атомов, является фундаментальным ограничением, и это не так уж далеко … Мы выступаем против некоторых довольно фундаментальных ограничений, поэтому одно из этих дней нам придется перестать делать вещи меньше “.7

Связаны, наделены полномочиями навсегда?

Видение бесконечно уполномоченного и взаимосвязанного будущего приносит как проблемы, так и преимущества. Уменьшение размера транзисторов способствовало развитию вычислительной техники на протяжении более полувека, но вскоре инженеры и ученые должны найти другие способы сделать компьютеры более функциональными. Вместо физических процессов, приложения и программное обеспечение могут помочь повысить скорость и эффективность компьютеров. Облачные вычисления, беспроводная связь, Интернет вещей (IoT) и квантовая физика могут сыграть роль в будущем компьютерных инноваций.

Несмотря на растущую озабоченность по поводу конфиденциальности и безопасности, преимущества все более умных вычислительных технологий могут помочь нам сохранить здоровье, безопасность и продуктивность в долгосрочной перспективе.

Создание невозможного?

Возможно, идея о приближении закона Мура к своей естественной смерти наиболее болезненно присутствует в самих производителях микросхем; поскольку перед этими компаниями возложена задача создания все более мощных микросхем, несмотря на реальные физические трудности. Даже Intel конкурирует с собой и своей отраслью, чтобы создать то, что в конечном итоге может оказаться невозможным.

В 2012 году Intel с его 22-нанометровым процессором смогла похвастаться наличием самых маленьких и самых совершенных транзисторов в мире для массового производства.8 В 2014 году Intel выпустила еще более компактный и мощный 14-нм чип;9 и сегодня компания изо всех сил пытается вывести на рынок свой 10-нм чип.

Для перспективы, один нанометр – это одна миллиардная метра, меньше длины волны видимого света.Диаметр атома составляет от 0,1 до 0,5 нанометра.10

Финансовая энциклопедия – Финансовые понятия и термины

Закон Мура 2022 | Шелли Палмер

Шелли Палмер

Работать с нами

Наймите Шелли, чтобы говорить

Блог

Метакадемия

Подкаст

КЕС

Поиск

Новый
Получайте наш отмеченный наградами ежедневный информационный бюллетень.

31 августа 2022 г. Шелли Палмер

Помните закон Мура? По сути, это говорит о том, что количество кремниевых транзисторов будет удваиваться примерно каждые два года, а стоимость компьютеров уменьшится вдвое. Это говорит о экспоненциальном росте возможностей чипов и огромном падении цен на чипы. Большинство экспертов сходятся во мнении, что закон Мура больше не соответствует действительности. (Некоторые эксперты утверждают, что это никогда не было правдой, но эта история для другого дня).

Что есть правда, так это то, что рост вычислительных мощностей — это постоянная конкуренция, чрезвычайно полезная для отрасли. Во время мероприятия AMD в понедельник компания представила свои процессоры серии Ryzen 7000 и похвасталась, что ее новый Ryzen 5 7600X на 11% быстрее, чем Intel Core i9-12900K. Это хвастовство «наш новый чип быстрее, чем чип другого ведущего производителя чипов» (что верно только в некоторых тестах производительности) настолько старомодно, что я никогда не обращал на это особого внимания, но я должен, и вы тоже должны. Чипы обеспечивают 100% нашей цифровой жизни.

Нехватка чипов заставила нас сосредоточиться на вопросах цепочки поставок, но постепенные инновации, ведущие к постепенному повышению производительности, важны как никогда. Как это постепенное увеличение изменит технологии, которые мы используем каждый день?

Более мощные чипы напрямую ведут к расширению возможностей. Миниатюризация ведет к мобильности. Игривое, хвастливое, неважное заявление о том, что «наш новый чип быстрее, чем чип другого ведущего производителя чипов», никогда не следует игнорировать; это должны праздновать все!

Примечание автора: Это не рекламный пост. Я автор этой статьи, и она выражает мое собственное мнение. Ни я, ни моя компания не получаю за это компенсацию.

О Шелли Палмер

Шелли Палмер — профессор передовых медиа в Школе общественных коммуникаций Сиракузского университета им. С. И. Ньюхауса, соучредитель Metacademy и генеральный директор The Palmer Group, консалтинговой компании, которая помогает компаниям из списка Fortune 500 с технологиями, СМИ и маркетингом. Названный LinkedIn «Лучшим голосом в области технологий», он освещает технологии и бизнес для Good Day New York , постоянный комментатор CNN и CNBC и ведет популярный ежедневный бизнес-блог. Он является соведущим отмеченного наградами подкаста Techstream с Шелли Палмер и Сетом Эвереттом и своей последней книги Блокчейн — криптовалюта, NFT и смарт-контракты: путеводитель по миру децентрализованных финансов на Amazon # 1 Бестселлер. Подпишитесь на @shellypalmer или посетите сайт shellypalmer.com.

Получайте брифинги каждый день!

Подпишитесь на мой ежедневный информационный бюллетень с текущими событиями и главными новостями в области технологий, средств массовой информации и маркетинга.

Мы не готовы к отмене закона Мура

Компьютеры

Он способствовал процветанию на протяжении последних 50 лет. Но конец уже близок.

Страница архива Дэвида Ротмана

24 февраля 2020 г.

Иллюстрация закона Мура технологический прогноз последних полувека. Когда это оказалось правильным в 19В 75 году он изменил то, что стало известно как закон Мура, на удвоение числа транзисторов на кристалле каждые два года.

С тех пор его предсказания определили траекторию развития технологий и, во многом, самого прогресса.

Аргумент Мура был экономическим. Интегральные схемы с несколькими транзисторами и другими электронными устройствами, соединенными алюминиевыми металлическими линиями на крошечном квадрате кремниевой пластины, были изобретены несколькими годами ранее Робертом Нойсом из Fairchild Semiconductor. Мур, директор компании по исследованиям и разработкам, понял, как он писал в 1919 г. 65, что в этих новых интегральных схемах «стоимость компонента почти обратно пропорциональна количеству компонентов». Это была прекрасная сделка — теоретически, чем больше транзисторов вы добавляли, тем дешевле становился каждый. Мур также видел, что есть много возможностей для инженерных достижений, позволяющих увеличить количество транзисторов, которые вы можете недорого и надежно установить на чип.

Вскоре эти более дешевые и мощные чипы станут тем, что экономисты любят называть технологией общего назначения — настолько фундаментальной, что она порождает множество других инноваций и достижений во многих отраслях. Несколько лет назад ведущие экономисты считали, что информационные технологии, ставшие возможными благодаря интегральным схемам, обеспечили треть роста производительности труда в США с 19 века.74. Почти каждая интересующая нас технология, от смартфонов до дешевых ноутбуков и GPS, является прямым отражением предсказания Мура. Это также способствовало сегодняшним прорывам в области искусственного интеллекта и генетической медицины, дав методам машинного обучения возможность пережевывать огромные объемы данных для поиска ответов.

Но как простое предсказание, основанное на экстраполяции графика количества транзисторов по годам — графика, который в то время имел лишь несколько точек данных — могло определить полувековой прогресс? Отчасти, по крайней мере, потому, что так решила полупроводниковая промышленность.

Журнал Electronics Magazine за апрель 1965 года, в котором появилась статья Мура.

Wikimedia

Мур писал, что «впихивание большего количества компонентов в интегральные схемы» — название его статьи 1965 года — «приведет к таким чудесам, как домашние компьютеры — или, по крайней мере, терминалы, подключенные к центральному компьютеру — автоматическое управление для автомобилей и персональные компьютеры». переносное оборудование связи». Другими словами, придерживайтесь его дорожной карты, заключающейся в том, чтобы втиснуть все больше транзисторов в микросхемы, и это приведет вас к земле обетованной. И в последующие десятилетия бурно развивающаяся промышленность, правительство и армии академических и промышленных исследователей вкладывали деньги и время в соблюдение закона Мура, создавая самосбывающееся пророчество, которое со сверхъестественной точностью поддерживало прогресс. Хотя в последние годы темпы прогресса снизились, сегодня самые передовые чипы содержат почти 50 миллиардов транзисторов.

Каждый год, начиная с 2001 года, MIT Technology Review выбирает 10 самых важных прорывных технологий года. Это список технологий, которые почти без исключения возможны только благодаря достижениям в области вычислений, описанным законом Мура.

Для некоторых предметов из списка этого года связь очевидна: потребительские устройства, в том числе часы и телефоны, оснащенные искусственным интеллектом; атрибуция изменения климата стала возможной благодаря улучшенному компьютерному моделированию и данным, собранным из всемирных систем мониторинга атмосферы; и дешевые спутники размером с пинту. Другие в списке, в том числе квантовое превосходство, молекулы, открытые с помощью ИИ, и даже омолаживающие средства и гиперперсонализированные лекарства, в значительной степени связаны с вычислительной мощностью, доступной исследователям.

Но что происходит, когда действие закона Мура неизбежно заканчивается? Или что, если, как некоторые подозревают, он уже умер, и мы уже работаем на выхлопных газах величайшего технологического двигателя нашего времени?

RIP

^» Все кончено. В этом году это стало совершенно ясно», — говорит Чарльз Лейзерсон, ученый-компьютерщик из Массачусетского технологического института и пионер параллельных вычислений, при которых несколько вычислений выполняются одновременно. Новейший завод Intel, предназначенный для создания чипов с минимальными размерами элементов 10 нанометров, был сильно задержан, и чипы были доставлены в 2019 году., через пять лет после чипов предыдущего поколения с 14-нанометровыми характеристиками. Закон Мура, говорит Лейзерсон, всегда касался скорости прогресса, и «мы больше не находимся на этой скорости». В последние годы многие другие видные ученые-компьютерщики также объявили закон Мура мертвым. В начале 2019 года генеральный директор крупного производителя чипов Nvidia согласился.

По правде говоря, это был скорее постепенный упадок, чем внезапная смерть. На протяжении десятилетий некоторые, в том числе временами сам Мур, беспокоились о том, что конец близок, поскольку становится все труднее делать транзисторы все меньше и меньше. В 1999, исследователь Intel обеспокоен тем, что цель отрасли по созданию транзисторов размером менее 100 нанометров к 2005 году столкнулась с фундаментальными физическими проблемами с «неизвестными решениями», такими как квантовые эффекты электронов, блуждающих там, где их быть не должно.

В течение многих лет производителям чипов удавалось обходить эти физические препятствия. Были введены новые конструкции транзисторов, чтобы лучше задерживать электроны. Новые методы литографии с использованием экстремального ультрафиолетового излучения были изобретены, когда длины волн видимого света были слишком толстыми, чтобы точно вырезать детали кремния размером всего в несколько десятков нанометров. Но прогресс становился все дороже. Экономисты из Стэнфорда и Массачусетского технологического института подсчитали, что количество исследований, направленных на поддержку закона Мура, увеличилось в 18 раз по сравнению с 19 годом.71.

Точно так же фабрики, производящие самые передовые микросхемы, становятся непомерно дорогими. Стоимость фабрики растет примерно на 13% в год и, как ожидается, к 2022 году достигнет 16 миллиардов долларов или более. с восьми в 2010 г. и 25 в 2002 г.

Поиск преемников современных кремниевых чипов займет годы исследований. Если вы беспокоитесь о том, что заменит закон Мура, пора паниковать.

Тем не менее, Intel — один из этих трех производителей чипов — не ожидает похорон закона Мура в ближайшее время. Джим Келлер, который в 2018 году занял пост главы Intel по разработке кремниевых микросхем, — это человек, которому поручено поддерживать его жизнь. Он возглавляет команду из примерно 8000 инженеров по аппаратному обеспечению и разработчиков микросхем в Intel. По его словам, когда он присоединился к компании, многие ожидали конца закона Мура. Если они были правы, вспоминает он, думая, что «это тормоз», и, возможно, он сделал «действительно плохой карьерный шаг».

Но Келлер нашел широкие технические возможности для развития. Он указывает, что, вероятно, существует более сотни переменных, участвующих в поддержании закона Мура, каждая из которых дает разные преимущества и сталкивается со своими ограничениями. Это означает, что есть много способов удвоить количество устройств на кристалле — такие инновации, как трехмерная архитектура и новые конструкции транзисторов.

В эти дни Келлер звучит оптимистично. Он говорит, что слышал о конце закона Мура на протяжении всей своей карьеры. Через некоторое время он «решил не беспокоиться об этом». Он говорит, что в ближайшие 10 лет Intel идет в ногу со временем, и он с радостью посчитает за вас: 65 миллиардов (количество транзисторов) умножить на 32 (если плотность микросхем удваивается каждые два года) — это 2 триллиона транзисторов. «Это 30-кратное повышение производительности», — говорит он, добавляя, что если разработчики программного обеспечения будут умными, мы могли бы получить чипы, которые в сто раз быстрее, через 10 лет.

Тем не менее, даже если Intel и другие оставшиеся производители чипов смогут выжать еще несколько поколений еще более продвинутых микрочипов, дни, когда вы могли надежно рассчитывать на более быстрые и дешевые чипы каждые пару лет, явно прошли. Однако это не означает конец вычислительного прогресса.

Время паниковать

Нил Томпсон — экономист, но его офис находится в CSAIL, обширном центре искусственного интеллекта и вычислительной техники Массачусетского технологического института, в окружении робототехников и ученых-компьютерщиков, включая его сотрудника Лейзерсона. В новой статье они документируют достаточно возможностей для повышения вычислительной производительности за счет улучшения программного обеспечения, алгоритмов и специализированной архитектуры микросхем.

Одна из возможностей заключается в сокращении так называемого раздувания программного обеспечения, чтобы выжать максимум из существующих чипов. Когда всегда можно было рассчитывать на то, что чипы станут быстрее и мощнее, программистам не нужно было сильно беспокоиться о написании более эффективного кода. И им часто не удавалось в полной мере воспользоваться изменениями в аппаратной архитектуре, такими как многоядерность или процессоры, наблюдаемые в современных чипах.

Томпсон и его коллеги продемонстрировали, что они могут ускорить вычисления, требующие больших вычислительных ресурсов, примерно в 47 раз быстрее, просто переключившись с Python, популярного языка программирования общего назначения, на более эффективный C. Это потому, что C, хотя и требует больше работы от программиста, значительно сокращает необходимое количество операций, заставляя программу работать намного быстрее. Дальнейшая адаптация кода для использования всех преимуществ чипа с 18 вычислительными ядрами еще больше ускорила процесс. Всего за 0,41 секунды исследователи получили результат, на который с кодом Python ушло семь часов.

Звучит как хорошая новость для продолжающегося прогресса, но Томпсон беспокоится, что это также свидетельствует об упадке компьютеров как технологии общего назначения. Вместо того, чтобы «поднимать все лодки», как это делает закон Мура, предлагая все более быстрые и дешевые чипы, которые были повсеместно доступны, достижения в программном обеспечении и специализированной архитектуре теперь начнут выборочно нацеливаться на конкретные проблемы и возможности для бизнеса, отдавая предпочтение тем, у кого достаточно денег и ресурсов. .

Действительно, переход на чипы, предназначенные для конкретных приложений, особенно в области искусственного интеллекта, идет полным ходом. Глубокое обучение и другие приложения ИИ все больше полагаются на графические процессоры (GPU), адаптированные из игр, которые могут выполнять параллельные операции, в то время как такие компании, как Google, Microsoft и Baidu, разрабатывают чипы ИИ для своих конкретных нужд. По словам Томпсона, искусственный интеллект, в частности глубокое обучение, требует огромных вычислительных мощностей, а специализированные чипы могут значительно повысить его производительность.

Но компромисс заключается в том, что специализированные чипы менее универсальны, чем традиционные процессоры. Томпсон обеспокоен тем, что чипы для более общих вычислений становятся заводью, замедляя «общие темпы совершенствования компьютеров», как он пишет в готовящейся к публикации статье «Упадок компьютеров как технологии общего назначения».

В какой-то момент, по словам Эрики Фукс, профессора инженерии и государственной политики в Университете Карнеги-Меллон, те, кто разрабатывает ИИ и другие приложения, упустят снижение затрат и повышение производительности, обеспечиваемые законом Мура. «Возможно, через 10 или 30 лет — никто точно не знает, когда — вам понадобится устройство с такой дополнительной вычислительной мощностью», — говорит она.

Проблема, по словам Фукса, заключается в том, что преемники сегодняшних чипов общего назначения неизвестны, и для их создания потребуются годы фундаментальных исследований и разработок. Если вы беспокоитесь о том, что заменит закон Мура, предлагает она, «момент для паники настал сейчас». По ее словам, есть «действительно умные люди в области ИИ, которые не знают об аппаратных ограничениях, с которыми сталкивается долгосрочный прогресс в области вычислений». Более того, говорит она, поскольку чипы для конкретных приложений оказываются чрезвычайно прибыльными, мало стимулов для инвестиций в новые логические устройства и способы выполнения вычислений.

Разыскивается: план Маршалла для чипов

В 2018 году Фукс и ее коллеги из CMU Хасан Хан и Дэвид Хауншелл написали статью, в которой прослеживается история закона Мура и определяются изменения, связанные с сегодняшним отсутствием сотрудничества между промышленностью и правительством, которое так много способствовало прогресс в предыдущие десятилетия. Они утверждали, что «расщепление технологических траекторий и краткосрочная частная прибыльность многих из этих новых осколков» означает, что нам необходимо значительно увеличить государственные инвестиции в поиск следующих великих компьютерных технологий.

Если экономисты правы и большая часть роста в 1990-х и начале 2000-х была результатом микрочипов, и если, как предполагают некоторые, вялый рост производительности, начавшийся в середине 2000-х, отражает замедление вычислительного прогресса, тогда По словам Томпсона, «из этого следует, что вы должны инвестировать огромные суммы денег, чтобы найти технологию-преемницу. Мы этого не делаем. И это провал государственной политики».

Нет никакой гарантии, что такие вложения окупятся. Квантовые вычисления, транзисторы из углеродных нанотрубок и даже спинтроника — заманчивые возможности, но ни одна из них не является очевидной заменой тому обещанию, которое Гордон Мур впервые увидел в простой интегральной схеме. Однако сейчас нам нужны инвестиции в исследования, чтобы выяснить это. Потому что одно предсказание почти наверняка сбудется: нам всегда будет хотеться большей вычислительной мощности.

Дэвид Ротман

Выпуск прогнозов

Эта статья была частью нашего выпуска за март/апрель 2020 года.

Изучить проблему

Глубокое погружение

Вычисления

Что дальше в области кибербезопасности

«Когда дело доходит до полного отключения программ-вымогателей от источника, я думаю, мы сделали шаг назад».

Новогодние обещания для ИТ-директоров

Цифровые лидеры могут достичь скорости инноваций в 2023 году, действуя уже сейчас на основе этих четырех новых технологий.

Модернизация ИТ помогает предприятиям делать больше с меньшими затратами

Для Группы Всемирного банка модернизация технологий и переход к облачным технологиям позволяют повысить производительность, глобальное сотрудничество и решения в реальном времени.

Закон мура гласит: Закон Гордона Мура формулировка, применение, следствие

Закон Мура – Финансовая энциклопедия

Что такое Закон Мура?

Понимание закона Мура

Задний план

От предсказания к истине

Краткая справка

Закон Мура в действии: ты и я

Почти 60 лет;Все еще сильный

Вычисление

Электроника

Выгода для всех секторов

Краткая справка

Грядущий конец закона Мура

Связаны, наделены полномочиями навсегда?

Создание невозможного?

Финансовая энциклопедия – Финансовые понятия и термины

Последние новости

Наш партнер

Закон Мура 2022 | Шелли Палмер

О Шелли Палмер

Метки

Категории

Получайте брифинги каждый день!

Мы не готовы к отмене закона Мура

RIP

Время паниковать

Разыскивается: план Маршалла для чипов

Дэвид Ротман

Глубокое погружение

Вычисления

Что дальше в области кибербезопасности

Новогодние обещания для ИТ-директоров

Модернизация ИТ помогает предприятиям делать больше с меньшими затратами