1965年の電子雑誌は、後にIntel Corporationを設立したGordon Mooreが執筆した、統合システムのコンポーネントの統合について広く知られる記事を発表しました。 かつてこれは、特に教育を受けた人々にとってさえコンピューターが信じられないように思えた当時の感覚でした。 ムーアは過去5年間にコンピューター技術の開発の分析を行い、次の10の予測を行いました。ゴードンムーアは文字通り技術開発のペースを設定しており、プロセッサー開発者は40年にわたってそれを追ってきました。 この法律は、科学的、物理的、またはそれ自体の法律ではなく、ある会社の発展を一人の人間が観察しただけで、突然動き始めました。 理由を理解する価値はありますか？
この法律に従うと、ITテクノロジーの開発と、これらのテクノロジーが提供する企業を非常に簡単に予測できます。 これはまさに企業に必要なものであることが明らかになりました。消費者は2年ごとに2回の生産性向上を期待しており、メーカーはそれについて話す必要はありません。 この法律は開発のペースを規制しているとも言えます。 画期的な非常に近代的な技術を作ることができますが、長い時間をかけて、より技術的なものをリリースすることは不可能になります。 世代の更新は製造業者にとって非常に重要です。新しいものの利点は明らかであり、通常価格は低く、生産性は高くなります。 かなり安価なソリューションを除きます。 あまりにも現代的ではないソリューションを多数販売することが重要であり、この方法でのみ利益をもたらしますが、それらを更新することはほとんど無意味です。 これは当時でも明らかであり、インテルはこの法律を採用し、それに従い始め、そこで業界全体が立ち上がった。 そのような法律はあまり良くないということは言うに値する。 彼らの問題は、サイズを小さくしながら電力を増やすという考え方の柔軟性が非常に小さいことです。 権力の追求において、私たちは今ここで解決しなければならない問題の限界の壁に常に直面しています。さもないと、会社は新世代のプロセッサをリリースできなくなります。 いくつかの制限は非常に強力であり、これらの制限を回避することができたのは、これらのプロセッサのアーキテクチャを作成した人々の大きなメリットです。 これは業界全体を駆り立てており、技術の品質があまり高くない形でのタイミングの悪い提示が将来問題を引き起こす可能性があります。 また、技術によって真のブレークスルーを実現することもできましたが、彼らはそれを悪夢のように忘れ、それでも法律に従うことにしました。
プロセッサの開発にはいくつかの主要な制限があります。
-非常に小さなサイズのトランジスタを印刷する技術的な問題。
イオン注入に対する拡散。
半導体を印刷する2つの方法は基本的に互いに異なりますが、技術的なプロセスをどれだけ小さく印刷できるかに依存します。 複雑な用語を使用しない場合、拡散は次のように説明されます：熱拡散中、不純物の最大濃度は常に表面にあり、深さに従って単調に減少します。 いくつかの要因（温度、濃度）を使用して、拡散速度を制御できますが、プロセスは必然的にすべての方向（スプレッド）に広がり、可能な限り最大のプロセステクノロジーを増やします。 しかし、より現代的なドーピング方法に置き換えられました。イオン注入中、ドーパント原子は強い電界でイオン化し、事前に準備された酸化物マスクをプレートの表面に照射します。これにより、プロセスをあらゆる方向に制御できます。 現時点では、このドーピング方法にはまだ可能性があり、交換の必要はありません。
- 結晶寸法の制約
光の波の伝播長は明らかにその周波数に依存します。 周波数が4000 MHzの波の長さは7.5 cmです。プロセッサ内の波が直線的に伝播しないことを考慮すると、プロセッサのシリコンクリスタルの最大サイズはさらに小さく、これまで使用していたものとまったく同じであり、大きくすることはできません。
- 高いプロセッサ消費の問題
周波数、トランジスタの数、およびその他のいくつかの要因が増加すると、加熱は正比例して増加します。 常に合理的な範囲内である必要があり、液体窒素を使用して冷却する必要のあるプロセッサーを購入する必要はありません。 製造プロセスの減少とともに消費量が減少します。なぜなら、 光はより短い距離を進み、より少ない熱につながり、プロセッサは不均一に加熱されますが、効率的に冷却するには温度を分散する必要があります。
この場合のプロセッサ周波数からの消費の漸進的な増加は、最大プロセッサ周波数に非常に厳しいフレームワークを課します。かつては明らかではありませんでしたが、誰もが現在の数十倍の周波数で将来のプロセッサを想像していました。 相対的に言えば、プロセッサの周波数を2倍に増やすと、2倍の消費電力と熱放散が得られます。 それにもかかわらず、前世紀のペースでクロック周波数を上げなくても、ムーアの法則はある意味で機能し、プロセッサーは他の方法で本当に強力になりました。
- シリコン格子のサイズ制限
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トランジスタの半導体ゲートの最小寸法は、可能な限り最小の素子サイズを達成する技術だけでなく、シリコン結晶格子のサイズによっても制限されます。 その寸法は0.5ナノメートルですが、要素が結晶格子と同じサイズで、それに近いことは絶対にできません。 可能な最小のシャッターサイズは約1ナノメートルになる可能性があると結論付けることができますが、シャッターが非常に近接していると他のシャッターと連動できず、誤動作を引き起こすため、これは意味がありません。 将来的にどの技術が使用されるかを予測することは困難ですが、たとえば、4〜5ナノメートルのシャッターサイズは、シリコンのみに限定されると考えられます。
ムーアの法則と最新のプロセッサ市場。
プロセッサ市場は長い間停滞しています。 新しいテクノロジーの開発が徐々に遅くなっているだけでなく、これらのテクノロジーによって生産性が明らかに向上することもありません。 それでも、問題に気付くことはありません。新しいプロセッサは古いプロセッサよりも強力で優れています。 コアのパフォーマンスがピークに達すると、マルチコアとマルチスレッドが助けになります。 マルチコアシステムを普及させる戦略は、かなり有望な開発戦略です。 AMDに準拠しています。 すべてのプログラムやアプリケーションが多数のコアをサポートしているため、マルチコアのプロモーションが必要です。 高性能スレッドが1つ必要な場合もあります。これは、スレッド数が8未満のプロセッサよりもマルチコアプロセッサの方がパフォーマンスが低下します（頻度と製造プロセスが似ています）。 しかし、あなたはそれを変える必要があります。 プログラムがかなりの数のプロセッサリソースを使用する場合、マルチコアプロセッサははるかにマルチタスク処理されますが、スレッドを占有します。 マルチコアプロセッサは明らかにパフォーマンスが向上し、負荷が軽減されます。 待つことしかできません。