摩爾定律“60歲高齡” 仍是半導(dǎo)體行業(yè)的驅(qū)動(dòng)力

摩爾定律是什么？

摩爾定律是美國(guó)英特爾公司創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出的理論。這一理論最早出現(xiàn)在發(fā)表于1965年的一篇論文中。

                          英特爾公司創(chuàng)始人之一戈登·摩爾

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的知名專家、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)計(jì)算機(jī)工程學(xué)教授斯蒂芬·弗伯說(shuō)：“摩爾發(fā)現(xiàn)，可以在集成電路上裝配的晶體管的數(shù)量每?jī)赡曜笥揖蜁?huì)增加一倍。他預(yù)言這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)過(guò)程將持續(xù)10年，也就是一直持續(xù)到1975年。”

弗伯說(shuō)：“摩爾定律實(shí)現(xiàn)的主要方式是讓晶體管變小。較小的晶體管速度更快，能效更高，（直到最近）也更便宜，因此這是一種全方位的勝利。人們會(huì)把摩爾定律與計(jì)算機(jī)性能隨時(shí)間推移而增強(qiáng)的定律相混淆，但實(shí)際上摩爾定律講的只是芯片上的晶體管數(shù)量?！?/p>

從原則上講，摩爾定律聽起來(lái)很合理，直到你做做相關(guān)的算術(shù)題。如果芯片上的晶體管數(shù)量確實(shí)遵循摩爾定律每?jī)赡攴环?，那就相?dāng)于晶體管數(shù)量每20年就達(dá)到之前的1000多倍，每40年就達(dá)到100多萬(wàn)倍。

這可能看上去是一個(gè)巨大的飛躍，但發(fā)展趨勢(shì)實(shí)際上超出了這個(gè)預(yù)期。1983年，弗伯和英國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家索菲·威爾遜設(shè)計(jì)了一種被稱為ARM1的處理器。它實(shí)質(zhì)上是現(xiàn)代處理器的鼻祖，為我們現(xiàn)在所擁有的一切奠定了基礎(chǔ)。

ARM1處理器擁有2.5萬(wàn)個(gè)晶體管。雖然從理論上講這聽起來(lái)很多，但蘋果公司2022年推出的M1 Ultra處理器的晶體管數(shù)量卻高達(dá)1140億個(gè)。使用M1 Ultra處理器的是名為Mac Studio的小型臺(tái)式電腦。

為什么摩爾定律很重要？

說(shuō)一種已有近60年歷史的理論仍然適用也許聽起來(lái)有些奇怪，尤其是在瞬息萬(wàn)變的現(xiàn)代技術(shù)世界中。然而，這一理論改變了消費(fèi)技術(shù)的發(fā)展方式。

弗伯說(shuō)：“半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，摩爾定律一直是半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展背后的驅(qū)動(dòng)力，它帶來(lái)了計(jì)算機(jī)、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)等需要的技術(shù)。現(xiàn)代世界的很大一部分之所以成為可能，完全是因?yàn)槟柖杉捌鋵?duì)相關(guān)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃產(chǎn)生的影響?！?/p>

如果我們走到了摩爾定律不再適用的地步，以下問題將浮出水面：接下來(lái)適用什么定律？處理和計(jì)算能力的世界將迎來(lái)一個(gè)模棱兩可的階段。

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