摩尔定律的未来
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经常被引用的摩尔定律预测引言摩尔定律是计算机领域中一个非常重要且被广泛引用的概念,它描述了集成电路中晶体管数量的增长速度。
本文将介绍摩尔定律的定义及历史背景,并对其预测进行详细分析和讨论。
摩尔定律的定义摩尔定律是由英特尔创始人戈登·摩尔于1965年提出的。
它指出,在集成电路上可容纳的晶体管数量每隔大约18个月翻倍,而成本却保持不变。
换句话说,摩尔定律预测了集成电路中晶体管数量与时间之间的关系。
摩尔定律背后的原理摩尔定律背后的原理是技术进步和创新。
随着制造工艺和设计技术的不断改进,人们能够在同样大小的芯片上放置更多的晶体管。
这种技术进步使得计算机性能得到显著提升,同时也降低了计算机硬件成本。
历史背景与发展摩尔定律最初是基于对集成电路发展的观察得出的。
在20世纪60年代初,集成电路的发展正处于起步阶段。
摩尔观察到,随着时间的推移,集成电路上的晶体管数量不断增加,而价格却没有相应上涨。
他将这种趋势总结为摩尔定律,并预测这一趋势将持续下去。
在过去几十年里,摩尔定律得到了广泛验证和引用。
尽管有一些人对其未来的可持续性表示怀疑,但大多数人仍然认为摩尔定律是一个有力的预测工具。
摩尔定律的影响摩尔定律对计算机领域产生了深远影响。
首先,它推动了计算机硬件技术的快速发展。
每18个月翻倍的晶体管数量意味着计算机性能以指数级增长,这使得我们能够使用更强大、更高效的计算机来处理复杂任务。
其次,摩尔定律也推动了计算机硬件成本的不断降低。
随着晶体管数量增多,制造成本并没有相应上涨,相反地还有下降趋势。
这使得计算机成本逐渐降低,普通人也能够负担得起计算机设备。
此外,摩尔定律还催生了许多新兴技术和产业。
例如,移动设备的普及和云计算的发展都与摩尔定律有着密切的关系。
摩尔定律为这些新兴技术提供了强大的支持,使其能够快速发展并融入我们的日常生活。
摩尔定律的未来虽然摩尔定律在过去几十年里得到了验证,但随着技术进步的放缓和物理限制的出现,一些人对其未来的可持续性表示怀疑。
简述摩尔定律介绍摩尔定律(Moore’s Law)是一个影响深远的观察和预测,该定律认为集成电路上可容纳的晶体管数量每隔一段时间就会翻倍,而成本也会相应下降。
摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年提出,并被广泛应用于半导体技术发展的预测。
摩尔定律的表述摩尔定律最初是通过观察到半导体技术的发展而得出的。
戈登·摩尔在1965年发表的一篇论文中指出,集成电路上的晶体管数量每隔约18个月就会翻倍,而制造成本也会减半。
随着时间的推移,摩尔定律的时间间隔有时会有所偏差,但总体上仍然成立。
摩尔定律的原因摩尔定律的成立是基于半导体技术和微电子学的发展。
随着技术的不断进步,人们能够在集成电路中放置更多的晶体管,这样就可以实现更高的集成度和更高的计算能力。
对于现代计算机和电子设备来说,摩尔定律的实现是其发展的基石。
摩尔定律的影响摩尔定律的发展对计算机和电子设备产业产生了巨大的影响。
以下是摩尔定律的几个重要影响方面:1. 计算能力的指数增长摩尔定律的实现使得计算机的性能可以成倍增长。
每隔一段时间,计算机的速度和处理能力就会翻倍,这为科学、工程、商业和娱乐等领域带来了极大的便利。
2. 电子设备的迅速更新由于摩尔定律的存在,电子设备的更新速度非常快。
新的产品和技术不断涌现,消费者可以享受到更先进、更高效的设备。
例如,智能手机的性能不断提升,功能越来越强大。
3. 信息技术的普及和发展摩尔定律的实现推动了信息技术的普及和发展。
计算机和电子设备变得更加便宜和易于获取,人们可以更容易地获取和共享信息,这对社会和经济的发展产生了积极的影响。
摩尔定律的未来随着摩尔定律的发展,人们开始对其未来的可行性和限制进行讨论。
以下是摩尔定律的一些可能发展趋势:1. 物理极限随着晶体管的尺寸不断缩小,物理极限逐渐显现。
晶体管的尺寸接近原子级别,在一定程度上受到了量子效应的限制。
因此,未来实现摩尔定律可能面临更大的挑战。
摩尔定律是指集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加文章主题:摩尔定律与科技发展摩尔定律是指集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加。
这一定律由英特尔公司创始人之一戈登·摩尔在1965年提出,而今已成为科技界和电子行业的一种规律。
随着时间的推移和技术的进步,摩尔定律一直在对我们的生活和社会产生着深远的影响。
在这篇文章中,我们将深入探讨摩尔定律对科技发展的影响,并从不同的角度对其进行全面评估。
1. 摩尔定律的背景和定义摩尔定律是由戈登·摩尔在1965年提出的,其内容是集成电路上可以容纳的晶体管数目在大约每经过18个月到24个月便会增加。
这一规律的提出,预示着电子行业将会以惊人的速度快速发展,推动了整个科技领域的变革和创新。
摩尔定律的定义,使得科技领域的发展不再是线性的,而是呈指数级增长,推动了信息技术的革命和全球化进程。
2. 摩尔定律对科技发展的影响摩尔定律的提出,直接推动了信息技术的发展和智能产品的迭代升级。
从最初的微处理器到计算机、移动设备和互联网,摩尔定律所带来的技术突破已经渗透到了我们的生活方方面面。
智能手机的快速普及和智能家居的兴起,都是摩尔定律在背后的鼓舞和支持。
摩尔定律也引发了物联网、人工智能、大数据等领域的爆发式增长,改变了传统产业和商业模式,推动了全球经济的转型和升级。
3. 摩尔定律的未来趋势和挑战然而,随着时间的推移,一些学者和专家开始对摩尔定律的未来趋势和挑战提出了质疑。
随着晶体管尺寸的不断减小和制造工艺的日益复杂,摩尔定律所代表的技术进步是否能够持续,成为了业界的热点话题。
一些人认为,摩尔定律可能会在不久的将来出现瓶颈,需要寻找新的突破口和技术创新来支撑科技的进步。
我们需要对摩尔定律的未来进行深入思考和仔细评估,以应对可能面临的挑战和机遇。
4. 个人观点和理解从我个人的角度来看,摩尔定律所代表的技术发展趋势是不可逆转的。
摩尔定律是指集成电路上可以容纳的晶体管数目1. 什么是摩尔定律?说到摩尔定律,大家可能会想,哎,这听起来有点儿复杂。
但其实,它的核心思想非常简单。
简单来说,摩尔定律是由英特尔创始人戈登·摩尔在1965年提出的,他观察到集成电路上可以容纳的晶体管数量大约每两年就会翻一番。
你可能会问,这跟我们有什么关系呢?其实,摩尔定律就像科技界的一条金科玉律,指引着我们前行的方向。
1.1 技术的飞速发展想象一下,你手里的手机,十年前可能只能打电话、发短信,而现在,哇塞,功能多得让人眼花缭乱!无论是拍照、上网,还是玩游戏,这一切都离不开摩尔定律的推动。
就像大多数人都希望自己的手机越来越快,越来越智能,摩尔定律恰恰在这方面给了我们无限的可能。
1.2 我们生活的变迁再想想,你的电脑、平板、甚至是智能家居设备,都是在摩尔定律的庇佑下不断升级换代。
每当你打开电脑,等待几秒钟的时间,心中不禁暗自庆幸:这都是科技进步的结果啊!如果没有摩尔定律,或许我们现在还在用那种大得像砖头的老式电脑呢。
2. 摩尔定律的影响摩尔定律不仅影响了我们的日常生活,还深刻改变了整个社会的运作方式。
科技的发展使得信息传递变得飞快,生活节奏也因此加快,仿佛一眨眼,世界就变了个模样。
2.1 经济的推动力从经济的角度来看,摩尔定律为科技产业带来了前所未有的机会。
企业不断投入研发,希望在这场“速度与激情”的比赛中占得先机。
就像那句老话说的:“机会总是留给有准备的人。
”所以,很多初创公司依靠摩尔定律的推动迅速崛起,成为行业的佼佼者。
2.2 生活方式的改变同时,摩尔定律还改变了我们的生活方式。
社交媒体、在线购物、云计算等新兴事物的出现,使得我们与世界的连接更加紧密。
就算是吃个饭,现在都可以通过手机点外卖,简直方便到不行。
想想看,以前我们可是得跑去餐馆,现在只要在沙发上轻松一坐,想吃啥就点啥,真是生活的进步啊!3. 摩尔定律的未来当然,摩尔定律并不是永恒不变的。
简述摩尔定律的含义摘要:1.摩尔定律的定义与起源2.摩尔定律的基本内容与计算公式3.摩尔定律的发展与应用4.摩尔定律的局限性与未来发展趋势正文:摩尔定律是半导体行业的重要定律,由英特尔公司创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)于1965年提出。
它揭示了集成电路中晶体管数量与制造成本、性能之间的关系。
根据摩尔定律,每隔18到24个月,集成电路中的晶体管数量将翻倍,而芯片的性能也将提升一倍。
同时,芯片的制造成本会降低一半。
摩尔定律的基本内容可以用以下公式表示:(晶体管数量)= N0 * 2^(-x)其中,N0为初始时期的晶体管数量,x为时间间隔(以年为单位),2^(-x)表示每过一年,晶体管数量减半。
自提出以来,摩尔定律在半导体行业得到了广泛的应用。
它为业界提供了指导,帮助企业规划产品研发、市场竞争和技术创新。
然而,随着技术的不断发展,摩尔定律也逐渐暴露出局限性。
首先,随着晶体管数量的增加,电路的复杂性也在不断提高,导致设计、制造和维护的难度加大。
其次,功耗和发热问题也日益突出,限制了芯片性能的进一步提升。
尽管如此,摩尔定律仍然具有很高的指导意义。
在未来,随着新型材料、制程技术和架构的创新,摩尔定律可能会有所调整,但将继续影响半导体行业的发展。
我国也在积极推动集成电路产业的发展,以满足国内外市场的需求,实现产业升级。
在政策扶持、企业自主创新和技术合作的基础上,我国集成电路产业有望实现突破,推动摩尔定律在我国的实践。
总之,摩尔定律是半导体行业的重要定律,揭示了晶体管数量、性能和制造成本之间的关系。
虽然在未来发展过程中面临局限性,但摩尔定律仍具有指导意义。
摩尔定律摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登•摩尔提出来的。
其内容为:集成电路上可容纳的电晶体(晶体管)数目,约每隔24个月便会增加一倍;经常被引用的“18个月”,是由英特尔首席执行官大卫•豪斯所说:预计18个月会将芯片的性能提高一倍(即更多的晶体管使其更快)。
尽管这种趋势已经持续了超过半个世纪,摩尔定律仍应该被认为是观测或推测,而不是一个物理或自然法。
预计摩尔定律将持续到至少2015年或2020年。
然而,2010年国际半导体技术发展路线图的更新增长已经在2013年年底放缓;之后的时间里,晶体管数量密度预计只会每三年翻一倍。
图中电脑处理器中晶体管数目的指数增长曲线符合摩尔定律概述1965年4月19日,《电子学》杂志(Electronics Magazine)第114页发表了摩尔(时任仙童半导体公司工程师)撰写的文章〈让集成电路填满更多的组件〉,文中预言半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍。
1975年,摩尔在IEEE国际电子组件大会上提交了一篇论文,根据当时的实际情况对摩尔定律进行了修正,把“每年增加一倍”改为“每两年增加一倍”,而现在普遍流行的说法是“每18个月增加一倍”。
但1997年9月,摩尔在接受一次采访时声明,他从来没有说过“每18个月增加一倍”,而且SEMATECH路线图跟随24个月的周期。
大抵而言,若在相同面积的晶圆下生产同样规格的IC,随着制程技术的进步,每隔一年半,IC产出量就可增加一倍,换算为成本,即每隔一年半成本可降低五成,平均每年成本可降低三成多。
就摩尔定律延伸,IC技术每隔一年半推进一个世代。
摩尔定律是简单评估半导体技术进展的经验法则,其重要的意义在于长期而言,IC制程技术是以一直线的方式向前推展,使得IC产品能持续降低成本,提升性能,增加功能。
1998年时,台积电董事长张忠谋曾表示,摩尔定律在过去30年相当有效,未来10到15年应依然适用。
但最新的一项研究发现,“摩尔定律”的时代将会结束,因为研究和实验室的成本需求十分高昂,而有财力投资在创建和维护芯片工厂的企业很少。
mroore定律摩尔定律是一个超级有趣又超级重要的东西呢!一、摩尔定律是啥。
摩尔定律简单来说,就是英特尔的创始人之一戈登·摩尔提出的一个关于集成电路发展规律的经验性总结。
他发现啊,集成电路上可容纳的晶体管数目,大约每隔18 - 24个月便会增加一倍。
这就意味着,随着时间的推移,我们的芯片性能会越来越强大。
就像是魔法一样,每隔一段时间,电脑啊、手机啊这些电子产品就能变得更厉害。
比如说,以前的电脑又大又笨,处理速度还慢得要死,但是因为摩尔定律,现在的电脑又小又轻便,运算速度还超快,能轻松处理各种复杂的任务。
二、摩尔定律的影响。
1. 对科技产品的影响。
摩尔定律对科技产品的影响那可真是无处不在。
就拿我们最常用的手机来说吧。
以前的手机只能打电话、发短信,屏幕小小的,功能也少得可怜。
但是随着摩尔定律发挥作用,现在的手机简直就是一个小型的超级计算机。
我们可以用它拍照、看视频、玩超酷炫的游戏,还能随时随地办公呢。
而且手机的外观也变得越来越漂亮,越来越轻薄。
再看看电脑,从以前的大机箱台式机,发展到现在的超极本,性能提升了不知道多少倍。
2. 对我们生活的影响。
它对我们生活的影响也是巨大的。
因为电子产品性能不断提升,价格还越来越便宜,所以更多的人能够享受到科技带来的便利。
我们可以通过网络和远在地球另一边的朋友视频聊天,就像面对面一样。
我们还可以在网上学习各种知识,不管是烹饪、绘画还是编程,都能找到相应的课程。
而且各种智能家居产品也走进了我们的生活,像智能音箱可以帮我们播放音乐、查询信息,智能门锁让我们进出家门更加方便安全。
3. 对产业的影响。
在产业方面,摩尔定律带动了整个电子产业的飞速发展。
芯片制造商们为了跟上摩尔定律的步伐,不断投入大量的资金进行研发。
这就催生了很多相关的产业,比如半导体材料制造、芯片设计、电子设备组装等等。
这些产业的发展又创造了大量的就业机会,让很多人有了工作。
同时,也促进了不同国家和地区之间的经济合作,因为芯片的制造是一个全球化的产业链,各个国家和地区都在这个产业链中发挥着自己的作用。
算力增长摩尔定律
随着人工智能的不断发展,计算机算力的提升成为了重要的话题之一。
而算力增长的速度是否能够持续下去,也成为了人们关注的焦点。
正如摩尔定律所述,芯片上集成的晶体管数量每18个月会翻一倍,这也意味着计算机算力每18个月也会翻一倍。
但是,随着技术越来越发达,摩尔定律是否还能继续发挥作用呢?实际上,摩尔定律在过去几十年中已经被验证了多次。
自1965年以来,摩尔定律已经持续了半个世纪之久。
然而,最近几年的发展趋势显示,摩尔定律可能会在未来几年内失效。
首先,越来越小的晶体管尺寸使得制造难度不断增加。
到目前为止,晶体管尺寸已经缩小到了几十纳米,这已经远远超出了传统光刻技术的极限。
此外,发现新的材料来替代硅也变得越来越困难,这也意味着摩尔定律可能会在某个时候到达极限。
其次,随着人工智能应用的日益广泛,对计算机算力的需求也不断增加。
人工智能需要大量的运算能力来处理海量的数据,这使得计算机算力的提升成为了人工智能发展的瓶颈之一。
但是,人工智能应用的复杂性也在不断增加,这使得算力增长的速度难以跟上人工智能应用的需求。
综上所述,算力增长摩尔定律在未来可能会失效。
但是,科学技术的发展是不可预测的,也许未来会出现一些新的技术来突破当前的局面。
无论如何,计算机算力的提升在促进人工智能发展中发挥着重要作用,这也是我们需要持续关注和研究的领域。
预测科技未来发展趋势的10个定律编者按:本文是新浪科技报道的关于预测科技未来发展趋势的10个定律,其中第九条是人工智能学家AIE实验室的研究成果。
这些规律对判断科技未来发展趋势从不同角度发挥着作用。
从1969年互联网诞生以来,互联网发生了翻天覆地的变化,新的应用不断出现,从早期的电话线路,大型计算机,电子邮件,ftp,BBS,到今天的智能手机,搜索引擎,社交网络,在繁杂的互联网现象背后,到底有没有规律可循,本文列出了10个关于科技未来发展趋势的定律和理论,其中来自中国的有一个,这些理论定律是否科学或者是否成立,也仍然需要得到时间的检验和专家的评议。
1摩尔定律美国人高登·摩尔提出摩尔定律,即微处理器的速度每18个月翻一翻。
这意味着同等价位的微处理器速度会变得越来越快,同等速度的微处理器会变得越来越便宜。
作为迄今为止半导体发展史上意义最深远的摩尔定律,集成电路数十年的发展历程,令人信服地证实了它的正确性。
它并不是严格的物理定律,而是基于一种几乎不可思议的技术进步现象所做出的总结。
在过去10年中,摩尔定律所描述的技术进步不断冲击着计算机工业:晶体管越做越小,芯片性能越来越高,计算能力呈指数增长,生产成本和使用费用不断降低。
世界半导体工业界预测,这种进步至少仍将持续10到15年。
面对现有的晶体管模式及技术已经临近极限,借助芯片设计人员巨大的创造才能,使一个个看似不可逾越的难关化险为夷,硅晶体管继续着小型化的步伐。
近期美国科学家的最新科技成果显示,将10纳米长的图案压印在硅片上的时间为四百万分之一秒,把硅片上晶体管的密度提高了100倍,同时也大大提高了流水线生产的速度。
这一成果将使电子产品继续微小化,使摩尔定律继续适用。
然而,近年来,也有专业人士已经意识到,要使晶体管更加微小,摩尔定律将会遇到不可逾越的障碍,传统的硅芯片计算机总有一天要遭遇极限。
2.反摩尔定律反摩尔定律是Google的前CEO埃里克·施密特提出的:如果你反过来看摩尔定律,一个IT公司如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品,它的营业额就要降一半。
摩尔定律面临的困境和解决方法1. 摩尔定律的背景说到摩尔定律,大家可能会想起那个在半导体界响当当的名字。
简单来说,这条定律就是由英特尔的创始人戈登·摩尔提出的,意思是每隔大约两年,集成电路上的晶体管数量就会翻一番。
听起来是不是很牛?这就意味着电脑的性能也会随之提升,速度更快,功能更多,简直是科技界的“升级打怪”啊!但时间一长,这个“打怪”就开始遇到麻烦了。
2. 摩尔定律面临的困境2.1. 技术瓶颈首先,咱们得面对一个现实,科技并不是无止境的。
晶体管变得越来越小,小到接近原子级别,制造起来就像是在做一场精细的手术。
想象一下,科学家们在显微镜下忙得不可开交,想要把晶体管做得更小,就得投入更多的时间和金钱。
这不,技术瓶颈就出现了!当技术走到这个地步,成本自然也蹭蹭上涨,企业们也开始捉襟见肘。
2.2. 能源消耗其次,还有个让人头疼的问题就是能耗。
随着晶体管数量的增加,电力消耗也是越来越猛,简直就是个“电老虎”。
想象一下,家里插满了各种电器,电费单都快把你吓哭了。
对于那些追求环保的企业来说,过高的能耗简直是个无底洞,治理起来费时费力。
而且,全球变暖的压力越来越大,咱们可不能只顾着“打怪”,还得为地球出一份力。
3. 解决方法3.1. 新材料的探索不过,别急!虽然摩尔定律面临不少挑战,但聪明的科学家们总是能找到解决的办法。
比如说,咱们可以探索新材料,比如石墨烯、量子点等等。
这些新材料就像是科技界的“神奇宝贝”,具有更好的电导性和热导性,可以帮助制造出更高效的晶体管。
要是能把这些材料应用到实际中,摩尔定律可能还能继续“活”下去。
3.2. 异构计算另外,咱们还可以考虑异构计算。
这个听起来有点高大上的东西,其实就是把不同类型的处理器结合起来使用。
就像在厨房里,炒菜、蒸饭、烤蛋糕,分工明确,效率自然倍增。
把GPU、FPGA等各种处理器组合在一起,能大大提升计算能力,同时也能降低能耗。
大家都知道,分工合作才能事半功倍嘛!4. 未来展望总的来说,虽然摩尔定律现在面临不少困境,但科技从来就不是一条直线,而是一条曲折的山路。
摩尔定律的未来The future of Moore's Law
湖北师范学院
计算机科学与技术学院
文理学院
0704班
***
20074152101**
摩尔定律的未来
计算机科学与技术学院 0704班蔡文慧
摘要:摩尔定律已经延续了43年,随着半导体芯片上晶体管数量的增长,芯片密度越来越大,继续维持摩尔提出的增长率将越来越难。
但是,摩尔定律不会被终结。
摩尔定律面临的挑战使得芯片工业不断发展,随着技术的进步,摩尔定律未来将会在不同领域得到更多的横向应用。
关键词:摩尔定律,半导体技术,石墨烯晶体管
The future of Moore's Law
Name:Cai Wenhui
College:Hubei Normal University
Academy of Computer Science and Technology
Class:0704
Number: 2007415210124
Abstract: The Moore's law has last with fourty-three years,as the chip on
semiconductor's number increacing .But,Moore's law wasn't be dead.
As tecloledge growing,it has be used more and more.
Key words: Moore's Law , semiconductor , Graphene transistor
1.引言
到底什么是“摩尔定律”?归纳起来,主要有以下三种“版本”:
(1)集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。
(2)微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一倍。
(3)用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。
它是英特尔公司创始人之一戈登•摩尔(Gordon Moore)总结的存储器芯片的增长规律。
当然这种表述没有经过什么论证,只是一种现象的归纳。
2.摩尔定律的产生
1965年4月19日《电子学杂志》刊登了一位36岁的工程师的文章——《往集成电路里塞进更多元件》,这位名叫戈登·摩尔的工程师以一个拗口的句子,对芯片业作了一个预言。
他说,为了求得最低成本,集成电路的复杂性大约每一年就会翻一番。
摩尔的文章不长,算上几张图片和表格,也只有3页。
而且,被安排在了毫不起眼的第114页。
为了更加形象地表述,摩尔把自己的预言归结为:每过1
年,一块集成电路上的晶体管数量就会翻番。
到1975年,摩尔把“翻番”的时间修正为2年。
摩尔的预言完全是一个经验公式的产物,是基于对50年代以来集成电路发展规律的总结和延伸。
但是后来的发展却很好地验证了这一说法,使其享有了“定律”的荣誉。
后来表述为“集成电路的集成度每18个月翻一番”,或者说“三年翻两番”。
这些表述并不完全一致,但是它表明半导体技术是按一个较高的指数规律发展的。
就在摩尔定律提出3年后,英特尔公司诞生了。
从它1971年推出第一片微处理器Intel 4004至今,微处理器使用的晶体管数量的增长情况基本上符合摩尔定律。
有人认为英特尔刻意要求公司的技术发展符合摩尔定律。
实际上,在产业竞争的驱动下,不按这样的速度研发新的产品,企业就有被淘汰的危险。
3.摩尔定律面临的挑战
摩尔定律面临的挑战主要有以下几点:
3.1物理尺寸上的极限
现有的硅芯片在未来10年将可能达到物理极限,其单个晶体管的大小将像一个原子那么大,这将是一个真正的物理极限。
目前,大规模芯片生产已达到0.25微米工艺。
微电子工业发展每下一步的线宽大约是前一步的0.7倍,因而0.25微米的下一步是0.18微米,其后是0.13微米、0.09微米、0.06微米。
如果芯片生产仍然能以3年翻一番的速度发展,那么在十几年之后,就必然会面临硅芯片技术的物理极限。
3.2漏电流
当“栅极”的长度小于5nm 时,将会产生隧道效应,即由于源极和栅极很近,电子会自行穿越通道,从而造成“0”、“1”逻辑错误。
Intel的研究结果证明,隧道效应不管晶体管材质的化学特性怎样都会发生,当缩小晶体管尺寸到了一定程度时,必会产生隧道效应。
3.3功耗和散热
毫无疑问,处理器的功耗密度不可能无限地提高。
尽管可能通过诸多方式来降低功耗,但都不可能从根本上解决这一问题。
3.4成本
多年以来,硅集成度的提高是靠日益巨大的投资堆积起来的。
从早期的用几百万美元到目前是20-30亿美元建一座芯片厂,按照摩尔定律所描述的发展规律,10年以后这一投资将达到数百亿甚至上千亿美元,比一座核电站投资还大。
由于花费不起这笔钱,迫使越来越多的公司退出了芯片行业。
4.摩尔定律的延续——新型半导体材料的使用
2008年4月,权威的美国《科学》杂志发布,英国曼切斯特大学物理和天文学系的安德烈·K·海姆(Andre Geim)教授和科斯佳·诺沃谢洛夫(Kostya Novoselov)研究员开发出了世界最小的晶体管——石墨烯晶体管。
他们也因此获得了2008年诺贝尔物理奖的提名。
众所周知,根据半导体业著名的摩尔定律,芯片的集成度每18个月至2年提高一倍,即加工线宽缩小一半。
人们普遍认为,这一定律还能延续10年。
提出该定律的摩尔本人也曾公开表示,十年之后,摩尔定律将很难继续有效,因为采用目前的工艺和硅基半导体材料来延长摩尔定律寿命的发展道路已逐渐接近终点。
硅材料的加工极限一般认为是10纳米线宽。
受物理原理的制约,小于10纳米后不太可能生产出性能稳定、集成度更高的产品。
然而安德烈·K·海姆(Andre Geim)和科斯佳·诺沃谢洛夫(Kostya Novoselov)发明的石墨烯晶体管有望为研制新型超高速计算机芯片带来突破。
新型晶体管——石墨烯晶体管将延长摩尔定律的寿命。
5.摩尔定律未来在各种领域的广泛应用
随着 PC 的普及,摩尔定律的意义开始延伸,从描述集成电路中晶体管的密度,转变为描述计算机的升级速度——CPU的速度、硬盘的容量、内存的大小,都遵循着摩尔定律的节奏奋力窜升。
但是创新仅仅意味着越来越快的 CPU、越来越大的硬盘和内存 ?
英特尔常年赞助了电脑游戏的“世界杯”——WCG,可是如今,网游开发商们为了适应大多数电脑配置不高的现状,争相开发简单的2D游戏。
这其实是一个很简单的道理。
人们购买汽车,不会一味追求发动机的马力,舒适、安全、便利等综合性的体验,才是在成熟市场中竞争需要考虑的东西。
2003年,英特尔推出了新一代笔记本电脑芯片平台——迅驰。
观察家们发现,这是英特尔第一次发布主频速度低于前一款产品的CPU。
对于迅驰,英特尔强调的卖点不是速度,而是无线上网的特性、轻薄的外形 ,以及省电的性能。
迅驰获得了极大的成功。
当英特尔在台式机市场的占有率稍稍下滑时,在笔记本市场,英特尔地位更加稳固了。
不过,这是不是意味着摩尔定律彻底失效呢?如果真的失去了摩尔定律的指针,技术发展的节奏感到哪儿去找呢?
事实上,摩尔定律并没有失效。
尽管在PC领域,速度已经不再重要,但其他一些新兴领域,倍增效应还是随处可见,比如MP3 播放器,从几年前的64M已经增大到几个G了;手机的摄像头30万像素已经落伍,现在起码要是130万吧;iPod 已经有60G的了;高清晰度电视,将来的画面质量和信号传输要求,都在等着技术的乘法。
最起码的,新的摩尔定律已经揭示,互联网的信息总量,正在以几何级数增长;作为应对,处理这
些信息的技术,需要摩尔定律的指针。
如果说过去,摩尔定律追求的是在“计算力”方面挑战“垂直极限”,那么在未来 ,摩尔定律则需要在更多个平台,鞭策技术进步。
7.结束语
有人说“摩尔定律是关于人类创造力的定律,而不是物理学定律”。
持类似观点的人也认为,摩尔定律实际上是关于人类信念的定律,当人们相信某件事情一定能做到时,就会努力去实现它。
摩尔当初提出他的观察报告时,他实际上是给了人们一种信念,使大家相信他预言的发展趋势一定会持续。
人类改造世界的愿望永远没有止境。
由此,创新也不会有止境。
找一条新的跑道,以创新之心发起新的冲刺,摩尔定律就不会终结。
参考文献:[1]唐云江.摩尔定律意味着什么?[J].科学世界,2003(2).
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[3]张懿.摩尔定律:不是神话的神话[J].文汇报,2005(4).
[4]吴康迪.石墨烯晶体管:摩尔定律的延寿者[J].计算机世界,2008(11).。