Все новости от 11 февраля 2003 г.

Закон Мура продержится еще десятилетие

«Развитие, вероятно, будет беспрепятственным еще одно десятилетие, — сказал Мур, выступая на организованной IEEE Международной конференции по интегральным микросхемам (ISSCC) в Сан-Франциско. — Изобретательности поистине нет предела».

Закон Мура — который, как принято считать, гласит, что число транзисторов в микросхеме данного типа может удваиваться каждые два года, — остается руководящим принципом прогресса электроники и вычислительной техники с тех пор, как Мур сформулировал знаменитую максиму в 1965 году. И столько же времени люди предсказывали ей близкий предел.

Пока этот предел не достигнут, так что чипы и компьютеры одновременно становятся все мощнее и дешевле. Сейчас количество транзисторов, производимых ежегодно, примерно равно количеству отпечатываемых за год букв, — и стоят они примерно столько же, отметил Мур. Это количество в 10-100 раз превосходит популяцию муравьев на планете.

Сегодня за доллар можно купить 50 млн транзисторов, сказал Мур. В конце 50-х были микросхемы с 200 транзисторами, а к 2005 году Intel будет производить чипы с 1 млрд транзисторов. Доходы полупроводниковой индустрии за тот же срок выросли в 800 раз.

И все же идти по пути прогресса будет нелегко; движение вперед, скорее всего, замедлится, отметил Мур. Сейчас микросхемы потребляют огромное количество энергии, большая часть которой рассеивается. Чтобы бороться с этим, придется применять новые технологии, такие как растянутый кремний, и менять конструкцию самих транзисторов. «Мне не нужен лаптоп, потребляющий киловатт», — сказал Мур.

Intel и другие компании воспользовались конференцией ISSCC для обмена идеями, направленными на снижение потребляемой мощности. Одно из предлагаемых решений — создание внутри чипа подсекций, где будут решаться определенные задачи, такие как управление сетевыми протоколами или мультимедийные вычисления. «Аппаратура общего назначения не бывает энергетически эффективной», — пояснил научный сотрудник Intel Шекар Боркар (Shekhar Borkar).

Прогресс наблюдается и в области литографии. В 2007 году начнет применяться литография крайнего ультрафиолетового диапазона (Extreme Ultraviolet, EUV), но эту технологию еще предстоит усовершенствовать, так как свет в этом диапазоне волн поглощается воздухом, что приводит к дефектам.

Спор между оптимистами и пессимистами в отношении закона Мура все больше сводится к полемике инженеров и ученых-физиков. Физики утверждают, что сжимать транзистор можно лишь до определенного предела. Инженеры же говорят, что всегда можно найти обходной путь. «Я помню время, когда пределом считался 1 мкм — длина волны видимого света, используемого тогда (в 1986 году) для литографии», — сказал Мур. Но инженеры перешли на ультрафиолетовый свет.

Потом считалось, что прогресс остановится на 0,25 мкм, но и этого не произошло. Теперь дорожки на микросхемах тоньше длины волны света, которыми они проектируются, — Мур называет это «нарушением законов физики».

Но когда-нибудь прогресс все же остановится. «Ни одна физическая величина не может расти экспоненциально до бесконечности», — говорит Мур. И все же, добавляет он, ни одно из видимых сегодня препятствий не является непреодолимым.

Мур развеял некоторые заблуждения по поводу его закона. Во-первых, не он дал ему свое имя. Это сделал профессор Калифорнийского технологического института, когда прочитал монографию Мура о потенциале роста числа транзисторов.

Мур утверждает также: он никогда не говорил, что число транзисторов будет удваиваться каждые 18 месяцев. Сначала он писал о ежегодном удвоении, но в 1975 году заменил формулировку на удвоение за каждые два года. Дэвид Хаус (David House), бывший в то время генеральным директором Intel, добавил, что это приведет к двукратному повышению производительности компьютеров каждые 18 месяцев. Хаус действительно оказался близок к истине. Вычислительная мощность удваивается примерно каждые 20 месяцев. «Про 18 месяцев сказал Хаус, а не я», — заявил Мур.

Мур никогда не думал, что его формула окажется такой живучей. «Я никак не ожидал, что она будет точно соблюдаться. Она оказалась гораздо точнее, чем я мог предположить», — сказал он. Впрочем, не все наблюдения Мура выдержали испытание временем. Тогда же, в начале 60-х, Мур рассчитал, что сегодня пластины, круглые кремниевые листы, из которых изготавливаются чипы, должны иметь диаметр 57 дюймов, однако прогресс дошел лишь до 12-дюймовых пластин. Мур ошибался, как он признается, и тогда, когда предсказал, что инженеры будут наслаивать микросхемы друг на друга. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы: