Buzz
Định luật Moore là gì?
Định luật Moore nói rằng số lượng thành phần trên một vi mạch sẽ tăng gấp đôi mỗi hai năm với chi phí tối thiểu. Mặc dù không phải là khoa học chính thống, đây là một quan sát và suy luận đã duy trì ổn định từ năm 1965.
Những điểm chính
- Định luật Moore nói rằng số lượng transistor trên một vi mạch sẽ tăng gấp đôi khoảng mỗi hai năm với sự tăng chi phí tối thiểu.
- Vào năm 1965, Gordon E. Moore, người đồng sáng lập Intel, đã quan sát và đưa ra nhận định cuối cùng được biết đến với tên gọi Định luật Moore.
- Một mặt khác của Định luật Moore nói rằng sự phát triển của vi xử lý là mũ.
Mytour / Joules Garcia
Hiểu về Định luật Moore
Vào năm 1965, Gordon E. Moore—người đồng sáng lập Intel (INTC)—quan sát thấy số lượng transistor trên một mạch tích hợp với chi phí tối thiểu đã tăng gấp đôi từ năm 1960 đến 1965. Dựa trên quan sát này, ông dự đoán rằng vào năm 1975, số lượng thành phần trên một vi mạch với chi phí tối thiểu sẽ đạt 65.000. Tuy nhiên, vào năm 1975, ông đã sửa đổi dự đoán rằng số lượng thành phần trên một vi mạch sẽ tăng gấp đôi mỗi hai năm.
Gordon Moore không gọi quan sát của mình là 'Định luật Moore,' cũng như ông không có ý định tạo ra một 'luật lệ.' Ông đã đưa ra tuyên bố dựa trên việc nhận thấy xu hướng mới trong sản xuất vi mạch tại Fairchild Semiconductor. Cuối cùng, nhận thức của Moore đã trở thành một câu ngạn ngữ nổi tiếng, 'Định luật Moore.' Trong một cuộc phỏng vấn vào năm 1975, ông cho biết người bạn của ông, Tiến sĩ Carver Mead từ CalTech, là người đã đặt tên cho nó.
Trải qua các thập kỷ kể từ quan sát ban đầu của Gordon Moore, Định luật Moore đã hướng dẫn ngành công nghiệp bán dẫn trong việc lập kế hoạch dài hạn và đặt mục tiêu cho nghiên cứu và phát triển (R&D). Định luật Moore đã là một lực lượng thúc đẩy sự thay đổi công nghệ và xã hội, tăng năng suất và tăng trưởng kinh tế là những nét đặc trưng của cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21.
Định luật Moore ngụ ý rằng máy tính, các thiết bị chạy bằng máy tính và sức mạnh tính toán đều trở nên nhỏ gọn, nhanh chóng và rẻ hơn theo thời gian khi các quy trình trở nên hiệu quả hơn và các thành phần nhỏ hơn và nhanh hơn.
Gần 60 Năm Tuổi và Vẫn Mạnh Mẽ
Gần 60 năm sau, chúng ta vẫn cảm nhận được tác động lâu dài và lợi ích của Định luật Moore theo nhiều cách khác nhau.
Công nghệ máy tính
Khi các bóng bán dẫn trong mạch tích hợp nhỏ hơn, máy tính thu nhỏ và trở nên nhanh hơn. Ngày nay, bóng bán dẫn là các cấu trúc siêu vi nhỏ được in trên các tấm màng carbon và silicon. Số lượng bóng bán dẫn có thể in trên một không gian nhỏ làm cho máy tính hiệu quả và nhanh hơn rất nhiều. Chi phí của các máy tính có công suất cao đã giảm hàng năm, một phần là do chi phí lao động thấp và giá bán nguyên liệu bán dẫn giảm.
Điện tử học
Hầu hết mọi mặt của xã hội công nghệ cao đều được hưởng lợi từ Định luật Moore. Các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng không thể hoạt động nếu thiếu các vi xử lý nhỏ; cũng như các trò chơi video, bảng tính, dự báo thời tiết chính xác và hệ thống định vị toàn cầu (GPS).
Mọi lĩnh vực đều được hưởng lợi
Hơn nữa, các máy tính nhỏ gọn và nhanh hơn cải thiện giao thông, chăm sóc sức khỏe, giáo dục và sản xuất năng lượng—để kể đến một vài ngành đã tiến bộ nhờ sức mạnh tăng của vi mạch máy tính.
Sự kết thúc sắp tới của Định luật Moore
Một số người tin rằng giới hạn vật lý của Định luật Moore sẽ đạt được vào một số thời điểm trong những năm 2020. Những vấn đề mà các nhà sản xuất vi xử lý đối mặt là chi phí ngày càng tăng để tiếp tục cố gắng đáp ứng tiêu chuẩn ngành được tạo ra bởi Định luật Moore, và khó khăn trong việc làm mát một số lượng ngày càng tăng các thành phần trong một không gian nhỏ. Ví dụ, nếu bạn giảm kích thước các thành phần, bạn có thể đặt nhiều hơn trong một vi mạch vuông một inch. Càng đặt nhiều hơn vào inch vuông đó, nó càng nóng lên và càng khó để làm mát nó.
Trong một cuộc phỏng vấn vào năm 2005, chính Moore đã thừa nhận rằng '...việc vật liệu được tạo thành từ nguyên tử là giới hạn cơ bản và không còn xa...Chúng ta đang đẩy giới hạn một số vấn đề khá cơ bản nên một ngày nào đó chúng ta sẽ phải dừng lại việc làm nhỏ hơn các thành phần.'
Tạo ra điều bất khả thi?
Sự thực rằng Định luật Moore có thể đang tiến gần đến điểm kết thúc tự nhiên của nó có lẽ đau đớn nhất tại các nhà sản xuất chip chính họ; khi các công ty này phải vật lộn với việc xây dựng những vi mạch mạnh mẽ hơn bao giờ hết đối mặt với những hạn chế vật lý. Ngay cả Intel cũng đang cạnh tranh với chính mình và ngành công nghiệp của mình để tạo ra những vi mạch mà cuối cùng có thể không thể thực hiện được.
Năm 2012, với bộ xử lý 22 nanomet (nm) của mình, Intel đã tự hào có những vi mạch nhỏ nhất và tiên tiến nhất thế giới trong sản phẩm được sản xuất hàng loạt. Năm 2014, Intel đã tung ra một vi mạch 14nm nhỏ hơn, mạnh mẽ hơn; công ty đã vật lộn để đưa một vi mạch 7nm ra thị trường, nhưng cuối cùng, vào năm 2024, công ty đã bắt đầu nhận các bộ phận cho một máy có kích thước như xe buýt có thể tạo ra công nghệ đẩy Định luật Moore tiến lên phía trước.
Máy này, được thiết kế bởi ASML, là một hệ thống Siêu vô cực Xạ quang Cao độ NA cao có thể in các vi mạch nhỏ đến 2nm.
Để có cái nhìn tổng quan, một nanomet là một tỷ phần tỷ mét, nhỏ hơn cả bước sóng của ánh sáng nhìn thấy. Đường kính của một nguyên tử dao động từ khoảng 0.1 đến 0.5 nanomet.
Xem xét Đặc biệt
Tầm nhìn về một tương lai không ngừng mạnh mẽ và liên kết mang đến cả thách thức lẫn lợi ích. Việc co lại các vi mạch đã đẩy mạnh sự tiến bộ trong lĩnh vực máy tính hơn nửa thế kỷ qua, nhưng các kỹ sư và nhà khoa học phải tìm cách để làm cho máy tính trở nên mạnh mẽ hơn sớm thôi. Thay vì các quy trình vật lý, các ứng dụng và phần mềm có thể giúp cải thiện tốc độ và hiệu suất của máy tính. Điện toán đám mây, truyền thông không dây, Internet of Things (IoT), và vật lý lượng tử đều có thể đóng vai trò trong tương lai của sáng tạo công nghệ máy tính.
Mặc dù có những lo ngại ngày càng tăng về quyền riêng tư và bảo mật, những lợi ích của công nghệ máy tính ngày càng thông minh có thể giúp chúng ta duy trì sức khỏe, an toàn và sản xuất hiệu quả hơn trong dài hạn.
Định luật Moore là gì?
Vào năm 1965, Gordon Moore đưa ra giả thuyết rằng khoảng mỗi hai năm, số lượng vi mạch trên vi mạch tích hợp sẽ gấp đôi. Thường được gọi là Định luật Moore, hiện tượng này cho thấy tiến bộ tính toán sẽ trở nên nhanh hơn đáng kể, nhỏ hơn và hiệu quả hơn theo thời gian. Được coi là một trong những lý thuyết nổi bật của thế kỷ 21, Định luật Moore mang lại những hàm ý quan trọng đối với tương lai của tiến bộ công nghệ—cùng với những hạn chế có thể có của nó.
Làm thế nào Định luật Moore đã ảnh hưởng đến lĩnh vực máy tính?
Định luật Moore đã trực tiếp ảnh hưởng đến sự tiến bộ của sức mạnh tính toán bằng cách tạo ra mục tiêu cho các nhà sản xuất chip để đạt được. Vào năm 1965, Moore dự đoán rằng sẽ có 65.000 transistor trên mỗi vi mạch vào năm 1975. Năm 2024, các nhà sản xuất chip có thể đặt 50 tỷ transistor trên một vi mạch có kích thước như móng tay.
Định luật Moore có sắp kết thúc?
Theo một số người, Định luật Moore sẽ kết thúc vào thập kỷ 2020. Nếu các thành phần tiếp tục co lại, giới hạn vật lý sẽ được đạt đến trong thập kỷ này vì không có khả năng in transistor nhỏ hơn nguyên tử. Chỉ còn 1,5nm không gian để in, phụ thuộc vào nguyên tố.
Điểm quan trọng
Định luật Moore bắt đầu như một quan sát được thực hiện bởi Gordon Moore vào năm 1965 rằng số lượng thành phần trên vi mạch tích hợp dường như tăng gấp đôi mỗi năm. Ông dự đoán rằng có thể vào năm 1975, sẽ có 65.000 thành phần trên một mạch tích hợp. Năm 1975, ông đã sửa đổi quan sát của mình và dự đoán rằng số lượng thành phần sẽ tăng gấp đôi mỗi hai năm. Dự đoán này vẫn khá chính xác trong gần 50 năm qua—và vào năm 2024, kỹ sư và nhà khoa học vẫn cố gắng theo kịp; họ đã thành công trong việc in transistor gần bằng kích thước nguyên tử.
