Negyven éve, 1965 április 19.-én, nagyjából három és fél évvel az Intel megalakulása előtt
Gordon Moore, a Fairchild Semiconductors fejlesztési részlegének akkori vezetője az Electronics c. magazin számára írt cikkében évtizedekre előre megjósolta az elektronika fejlődését. E megfigyelésen alapuló jóslat kiállta negyven év próbáját és még ma is alkalmazható a lendületes fejlődés leírására. A későbbiekben ez Moore törvényeként vált közismertté.
Jelenleg Gordon Moore az Intel igazgatótanácsának tiszteletbeli elnöke. 1968 augusztusában az egyik alapító tagja, s hét évig ügyvezető alelnöke. 1975-ben az elnöke. 1979-ben felcserélte az elnöki széket az igazgatótanács elnöki posztjára. 1987-ig irányította az Intelt. 1997-től az igazgatótanács tiszteletbeli elnöke.
40 évvel ezelőtt a mikroelektronikai iparág kezdetleges állapotban volt. Akkoriban még meglehetősen kevés csippet gyártottak. Ezek közül is a legbonyolultabb a Fairchild, összesen 64 tranzisztorból álló integrált áramköre volt. A mikroelektronika ekkor még igencsak gyerekcipőben járt. Ami a legfigyelemreméltóbb, hogy Moore ilyen körülmények között jósolta meg néhány évtizedre előre a mikroelektronika szédületes fejlődését Akkor azt prognosztizálta, hogy az integrált áramkörök tranzisztorainak a száma évenként megduplázódik. Továbbá azt is, hogy a félvezetők számának exponenciális növekedésével a csippek olcsóbbak lesznek, a működési sebességük jelentősen megnő és gyártásuk tömegessé válik. A Moore-féle törvény nem természeti törvény, hanem empirikus, azaz megfigyelésen alapul.
A legelső megfogalmazása 1975-ig tartotta magát, mikor is az International Electron Devices Meeting konferenciáján megtartott beszédében Moore módosította. Éspedig akképp, hogy a nagy bonyolultságú integrált áramkörök esetében a tranzisztorok száma kétévente duplázódik meg. Újra csak igaza lett: az utóbbi időben a mikroprocesszorok tranzisztorainak a száma másfél évente kétszereződik meg.
MikroprocesszorGyártási évA félvezetők száma
| 4004 | 1971 2.300
| | 8008 | 1972 2.500
| | 8080 | 1974 4.500
| | 8086 | 1978 29.000
| | Intel 286 | 1982 134.000
| | Intel 386 processor | 1985 275.000
| | Intel 486 processor | 1989 1.200.000
| | Intel Pentium processor | 1993 3.100.000
| | Intel Pentium II processor | 1997 7.500.000
| | Intel Pentium III processor | 1999 9.500.000
| | Intel Pentium 4 processor | 2000 42.000.000
| | Intel Itanium processor |
2001 25.000.000
| | Intel Itanium 2 processor | 2003 220.000.000
| | Intel Itanium 2 processor (9MB cache) | 2004 592.000.000
| | | | | | | | | | | | | | | | | |
A félvezető iparág számára posztulátummá lett törvény vajon miért vált ennyire közismertté? Olyannyira univerzális, hogy alkalmazzák az internet fejlődési, vagy az adattárolók kapacitása növekedési ütemének prognosztizálására is. Ez pedig azért van, mert rendkívül egyszerű és könnyen érthető.
Ma a számítógépek nélkül a világgazdaság növekedése gyakorlatilag elképzelhetetlen. Némely elemzők azt jósolják, hogy a Moore-féle korszak végét egy nagy gazdasági visszaesés fogja követni, olyan, mint a múlt század harmincas éveiben az egész Amerikát megrázó gazdasági válság. De akárhogy is van, Moore törvénye leírja a high-tech lendületes fejlődését, s vele együtt a világgazdaság növekedését is.
A mindenütt jelenlévő mikroprocesszor
Amikor 1971-ben az Intel piacra dobta az első mikroprocesszorát, még senki nem láthatta előre, hogy az milyen fontos helyet foglal majd el a mindennapi életünkben.
Soroljunk fel néhány területet, ahol alkalmazzák a mikroprocesszorokat:
- az utcai jelzőlámpák irányítása;
- interaktív játékok;
- rádiómodemek;
- műholdas hírközlés;
- digitális helymeghatározó rendszerek (autóban is);
- a gépkocsik gyújtó és befecskendező rendszerének az irányítása;
- nyomtatók;
- professzionális hangkeverő pultok;
- vasúti közlekedés;
- a terminálok billentyűzete;
- energiatermelő rendszerek irányítása;
- halrajok felkutatása;
- elektromos orgona, gitár, szintetizátor;
- hélium érzékelők;
- testépítő rendszerek;
- laboratóriumi mérleg;
- pénztárgép;
- mobiltelefon;
- műholdvevő;
- orvosi műszerek;
- robotkar stb.
Érdekes tények és adatok
- Moore becslése szerint az évente gyártott tranzisztorok száma 2003-ban elérte a 10.000.000.000.000.000.000 darabot.
- Az Intelnél olyan új technológia kifejlesztésén dolgoznak, miszerint a csippen található tranzisztorok közötti távolság az emberi hajszál tízezred része. Ez körülbelül akkora, mintha egy 650 km-es egyenes úton próbálnánk meg úgy irányítani egy autót, hogy az az út középvonalától ne térjen el jobban, mint 2,5 cm.
- 1978-ban egy Párizs-New York repülőjegy 900 USA dollárba került. Az utazás időtartama 7 óra volt. Ha a légi közlekedés Moore törvényeinek megfelelően fejlődött volna, akkor ma a repülőjegy ára 1 centnél is kevesebb lenne, az utazás pedig egy másodpercnél rövidebb ideig tartana.
- Az Intel fennállása óta, egy tranzisztor önköltsége olyannyira lecsökkent, hogy ma ugyanannyiba kerül, mint mondjuk egy betű, vagy egy vessző (tipográfiai jel) kinyomtatása.
- A mikroprocesszorok fejlesztése során annyira lecsökkent a tranzisztorok mérete, hogy jelenleg egy gombostű fején 200.000.000 férne el belőlük.
- A ma használatos tranzisztorok másodpercenként másfél trilliószor képesek másodpercenként be- és kikapcsolni. Hogy ugyanennyiszer ki- és bekapcsoljunk egy szobai kapcsolót, egy embernek ehhez 25.000 évre lenne szüksége.
Mi következik ezután
Az elmúlt 40 év alatt a szkeptikusok már sokszor megjósolták a Moore-korszak végét. Viszont a mikroelektronikai ipar lendületes fejlődése újra és újra megcáfolta e jóslatokat. A 2002 tavaszán az Intel által összehívott Fejlesztők Fórumán (IDF) az konzorcium műszaki igazgatója, Patrick Helsinger beszédében a következőket mondta: "Feladatunk nem csak az, hogy meghosszabbítsuk Moore törvényének érvényességét, hanem kiterjesszük azt más területekre is."
Moore prognózisa az első megfogalmazásban nem volt más, mint egy megfigyelésen alapuló következtetés. Évekkel később azonban irányelvvé vált. Ma pedig úgy tartják számon, mint törvényt.
Az igazat megvallva sokszor kérdeztem meg önmagamtól, hogy meddig érvényes ez a törvény. Mikor ér véget a hatálya, meddig alkalmazhatjuk? -- mondja Patrick Helsinger. 1980-ban, amikor beléptem az Intel-hez, azon törtük a fejünket, hogy miként lépjük át az egy mikronos határt. Akkoriban ez szinte lehetetlennek tűnt. A 90-es évek elején azt a feladatot tűztük ki magunk elé, hogy átlépjük az egytized mikronos határt. Ma pedig azon dolgozunk, hogy átlépjük az egy század mikronos határt. Megígérhetem, hogy míg nyugdíjba nem vonulok (25 év múlva) Moore törvénye aktuális lesz. Meggyőződésem, hogy még nem egy évtizedig lesz irányelv a mikroelektronikai iparban.
E törvény érvényes azon törekvésünkben is, hogy egyesítsük a számítástechnikát a hírközléssel. - mondotta Kraig Barrett az ez év tavaszán a fejlesztők, Intel által összehívott forumán megtartott megnyitóbeszédében. Az integrált platformok fejlesztésében is e törvény az irányadó számunkra.
Moore törvénye érvényes Paolo Giordani az Intel technológiai stratégiák igazgatója szerint is: "Cégünk kétévente új technológiákat vezet be."
Az Intel ilyen irányú fejlesztéseinek záloga az a sokmilliárdos befektetés, melyet a kutatásokba, a gyártás fejlesztésébe invesztálnak. 2005-ben a konzorcium 10 milliárd dollárt szán e célra. Ezen az éven a 65 nanométeres technológiát, 2007-ben a 45, 2009-ben a 32, 2011-ben pedig a 22 nanométeres technológiát alkalmazzák majd a csippek gyártásában. Mint aláhúzta Giordani, a kutatások során olyan eredményeket értek el, melyek elérhetővé teszik ezeket a kitűzéseket. 2020-ig az Intel a hagyományos technológiákat alkalmazza majd. Akkorra azonban a tranzisztorok konstrukciós méretei elérik az atomok méretét, s már nem lesz mód további miniatürizálásra. Ebből következik, hogy újabb technológiákat kell kifejleszteni. Márt most folynak a kutatások, miszerint a jelet az elementáris részecskék szintjén továbbítsák a perdület (spin) hullámok közvetítésével.
Az Intel laboratóriumaiban már ma olyan kutatások folynak, melyek eredményeit 10 év múlva alkalmazhatjuk majd. Az egyik ilyen elgondolás, az elektron többszöri felhasználása. Jelenleg a tranzisztoron belül az elektront csupán egyszer használják fel. Azután eltűnik. Lehetségesek olyan megoldások, mikor az adott elektront többször is felhasználjuk. A másik lehetséges irány a szén és szilícium nanocsövecskék. Ilyenekből készült tranzisztorok méretei a nanotartományban maradnak. A szén nanocsövecskék átmérője 1-2 nanométer. A tranzisztor a csövecske hosszanti irányában van kialakítva. Ez megnöveli a működési sebességet és lecsökkenti az energiafelhasználást.
Az egzotikus szén alapú nanocsövek technológiája a CMOS tranzisztorok esetében alkalmazható majd nemcsak a miniatürizálási folyamat felgyorsításához, hanem a működési teljesítmény megnövelésére és a gyártási folyamat leegyszerűsítésére -- írja Giordani. Ha még gyökeresen új módszereket alkotnak is az elektronok folyamának irányítására, akkor is a miniatürizálási folyamattal nem csökkenhet a végtelenségig a méret, már csak azért sem, mert komoly gondot jelent a keletkező hő elvezetése.
A másik lehetőség a nagyméretű, többrétegű csippek előállítása. Ilyen ötlettel Gordon Moore és Tom Lee, a Stanford egyetem professzora álltak elő. Hogy milyen irányban fejlődik majd a félvezető ipar, azt idő dönti majd el.
De akárhogy is, az Intel Moore törvényét folyamatosan igazolja és alkalmazza más szférákban is. A mikroprocesszorok gyakorlatilag mindenütt jelen vannak. Az Intel vezetősége szerint minden csak most kezdődik...
Már negyven éve a mikroelektronikai ipar a világgazdaság fejlődésének fő motorja. Az új vívmányok milliárdok életébe hoznak radikális változásokat. Moore törvénye egy új, digitális világ kapuját nyitja meg számunkra. A jövő már elkezdődött. Csak meg kell tanulnunk benne élni.
A Moore törvényének és annak 40.-ik évfordulójára készült
web-oldalon sok más érdekes anyagot is találhatunk. Többek között az 1965 április 19.-én az Elektronics c. lapnak írt eredeti cikk is. Az elektronikai ipar fejlődését elemző cikkeket és más, érdekes fotóanyagokat.
Forrás: http://www.nestor.minsk.by/kg/
|
