2025-06-19 20:36来源:本站
戈登·摩尔(Gordon Moore)在1965年被要求写一篇文章来庆祝《电子杂志》(Electronic Magazine)成立35周年时。 召回40年后。但是作为Fairfield半导体的研发总监,这已经发展了突破 平面晶体管 1959年,他非常适合评估短短六年来取得的进展。
特别是,摩尔注意到费尔菲尔德(Fairfield)每年可以放在芯片上的晶体管数量增加了一倍。能够在曾经有两个地方挤压60。然后,他“盲目地推断了大约十年,并说,好吧,1975年,我们的筹码大约有6万个组件。”换句话说,每年的数字都翻了一番,摩尔认为它将继续增加一倍。他的预测整洁且易于理解。但最重要的是,它奏效了。
这个想法很快被称为Moore的法律,并且最多直到1975年才实现。看到并发症进一步发展,摩尔将自己的预测修改为每两年翻了一番,而且他的预测再次被证明在未来40年中是(大致)准确的。
他唯一的错误是加倍速度实际上更快。平均每21个月加倍。
摩尔(Moore&rsquo)预测成功的原因之一是它成为了指导&Mdash;几乎是目标—用于芯片设计师。戈登·摩尔(Gordon Moore)于1968年与罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)共同创立了英特尔(Intel)。
1971年,英特尔将获得第一个大成功:4004个微处理器。它包括2300个晶体管,尺寸为10微米厚—五倍比一束人的头发纤细。十多年后,英特尔引入了80286处理器,每134,000个晶体管的尺寸为1.5微米(因此,它称为“ 1.5微米过程”)。这些发展与修订后的摩尔法律非常相符。
回顾随后的几年;1980年代,1990年代和2000年代初期;似乎进步的道路很顺利。毕竟,摩尔的法律一直坚持下去。但这仅是由于一系列的重大突破而进行的,每个问题都解决了一个似乎不可能的问题。
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有些是基于材料科学的,例如改进将杂质插入半导体以更好地控制其电导率的“掺杂”方法。或在1980年代中期创建互补的金属氧化物超导体(CMOS)技术,这带来了较低的功耗,从而减少了热量。制造过程中还有其他突破,例如将极端紫外线光刻(EUV)开发到蚀刻模式到越来越小的晶圆。
创新并没有停止。我们提到了平面处理器,晶体管位于本文开头的水平平面上。花了多年的研发—(三角洲的四名日本研究人员 创建了1989年处理器的第一个垂直设计)—但是,当它到达时,垂直的Finfet处理器在2012年以Intel和Intel的第三代核心i3,i5和i7处理器的形式为摩尔法律提供了新鲜生活。它们使用了22nm的处理器,并收拾了多达14亿个处理器。
这些只是戈登·摩尔(Gordon Moore)永远无法预见的少数创新,但使他的法律得以实现。但是,地平线上有一个看似不可能的问题。物理。
一束头发约50微米。大约五微米的灰尘。细菌细胞(例如支原体)的测量为0.5微米。现在,考虑到现代晶体管通常是0.005微米的厚,或5纳米(5nm),并且您会意识到我们接近原子水平。我们的意思是从字面上看:两个相邻硅原子的中心之间的空间约为0.235纳米,因此您可以将21张挤入5nm的空间。
然后考虑到最新的CPU制造工艺进一步降低到2nm,这意味着八个硅原子的空间。在这一点上,我们开始到达 量子机械 效果盛行,例如量子隧道, 导致电子泄漏。这不是您在晶体管中想要的属性。
所有这些都意味着,“使事物变得较小”的直接方法不再独自工作。这就是为什么我们看到了从微型化的转变,而是转向更复杂的处理器,现在您拥有的每个设备中的每个芯片都包括许多不同的核心,以便可以在它们之间分配任务。
从最简单的意义上讲,不。我们可以每两年芯片上晶体管数量增加一倍的日子就远远落后于我们。但是,摩尔的法律在长达数十年的比赛中一直是一名杰出的筹码,以创造更快地执行更复杂任务的筹码,尤其是随着我们对持续进展的期望继续。
为了衡量其成功,请考虑,如果摩尔的法律建议每10年而不是每两年增加一倍,那么我们就会被1980年代时代的计算机陷入困境。史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)永远无法在2007年宣布iPhone建立智能手机时代。
这种速度设定是现在不仅由消费者,而且技术公司的董事会所要求的。这是最近处理器内神经加工单元(NPU)背后的驱动程序之一,能够在本地运行 人工智能 (AI)超出常规CPU的任务。目前,这项技术可以执行简单的任务,例如从我们照片的背景中删除有害的人,但这只是开始。
NPU是当今的大新闻,以及令人难以置信的NVIDIA驱动的同等产品,这些数据中心驱动Chatgpt,Midjourney和我们逐渐依靠的其他AI服务。同时,看来个人AI助手却是一个心跳,在未来十年中可能会出现更大的飞跃。
我们可以确保那些飞跃将需要什么。我们可以说的是,在大学研究实验室和英特尔等大型公司的研发部门中,发展目前正在发生。其中一个实验室可能会解决一种方法,将更多的晶体管塞入更小的区域—或者也许完全远离晶体管;但这似乎不太可能。
取而代之的是,摩尔的法律是对进步速度的期望。期望从DeepSeek到meta再到OpenAI的每个科技公司都将继续用作他们的指南。