ما هو قانون مور؟

مور

إذا كنت متواجدًا على الإنترنت لمدة أطول من جايدن سميث ، فمن المحتمل أن تكون على دراية بقانون مور. غالبًا ما يتم اقتباسه بشكل خاطئ ، وغالبًا ما يُساء فهمه ، ولكن نادرًا ما يتم التشكيك في وضعه 'القانوني'. الطريقة الأكثر عمومية لتوضيح قانون مور هي: تميل قوة الحوسبة إلى الضعف تقريبًا كل عامين. اكتسب سمعة سيئة لأن الناس يحبون القوانين التي تسمح لهم بالتنبؤ بمستقبل واحدة من أكبر الصناعات في العالم ، لكن الأساس المادي لهذا المبدأ يعني أنه مختلف قليلاً - وأقل موثوقية - مما يعتقده كثير من الناس.

على الرغم من أنه لم يسمه بهذا الاسم ، تم اقتراح قانون مور لأول مرة في مقال بمجلة من قبل المؤسس المشارك لشركة إنتل جوردون إي مور. مافعلا يقول أن عدد الترانزستورات التي يمكن تعبئتها في وحدة معينة من الفضاء سوف يتضاعف تقريبًا كل عامين. ظل هذا التوقع صحيحًا بشكل مثير للإعجاب ، وهي حقيقة سمحت لكل شيء من الهواتف الذكية بحجم الجيب إلى Crysis 3 ، واستمرار حوسبة الاقتصاد.



موريس 2

تحجيم قانون مور



ومع ذلك ، تم ذكره كإجراء احترازي حول القدرات البشرية في التصنيع المادي ، ومنفصلًا عن أفكار جيدة التهوية مثل 'قوة الحوسبة' ، يصبح من الواضح لماذا لا يكون قانون مور بالضرورة صحيحًا دائمًا. تذكر أنه عندما قدم مور تنبؤاته الأصلية ، توقع مضاعفة كل عام ، لكنه سرعان ما عدل هذا إلى كل اثنان سنوات. يمكن للقيود المادية على تصنيع هذه الرقائق أن تدفع هذا الرقم بسهولة إلى خمس سنوات أو أكثر ، مما يؤدي إلى إبطال قانون مور بشكل فعال إلى الأبد ، ويكشف أنه ليس أكثر من توقع مور جيد جدًا ولكن في النهاية محدود (MVGBULP).

مور 2

جوردون مور ، المؤسس المشارك لشركة Intel.



اليوم ، كل المستهلكين معالجات مصنوعة من السيليكون - ثاني أكثر العناصر وفرة في القشرة الأرضية بعد الأكسجين. لكن السيليكون ليس موصلًا مثاليًا ، كما أن القيود المفروضة على حركة الإلكترونات التي يحملها تفرض حدًا صارمًا على مدى كثافة حزم ترانزستورات السيليكون. لا يمثل استهلاك الطاقة مشكلة كبيرة فحسب ، بل إن تأثيرًا يسمى نفق الكم يمكن أن يسبب مشاكل في إبقاء الإلكترونات محتواة بما يتجاوز عتبة سماكة معينة.

خارج منشآت البحث ، لا يصل حجم ترانزستورات السيليكون حاليًا إلى 14 نانومترًا - وبينما قد تصل تصميمات شرائح 10 نانومتر إلى السوق يومًا ما ، يُنظر إليها على أنها استنتاج مفروغ منه وهو الالتزام بقانون مور على مدى فترة طويلة من الزمن ، سيتعين علينا ابتكار مواد أحدث وأفضل لتكون أساس أجهزة الكمبيوتر من الجيل التالي.

أحد الأمثلة التي يتم الاستشهاد بها كثيرًا هو الجرافين ، أو أنابيب الجرافين الملفوفة التي تسمى الأنابيب النانوية الكربونية. الجرافين 'رقيق ذريًا' ، وغالبًا ما يسمى ثنائي الأبعاد ، وبالتالي فهو يسمح بزيادة هائلة في الجانب المادي للأشياء. من ناحية أخرى ، لا يمتلك الجرافين فجوة نطاق مفيدة - فرق الطاقة الذي نحتاجه للتنقل لصد الإلكترونات ذهابًا وإيابًا بين العصابات الموصلة وغير الموصلة. هذه هي الطريقة التي يتم بها تشغيل وإيقاف ترانزستورات السيليكون ، وهو الأساس الكامل لطريقة الحساب الخاصة بهم.



إذا كان لا يمكن تعويض هذه المشكلة بطريقة ما ، فإن كمبيوتر الجرافين يجب أن يكون رائدًا لطريقة منطقية جديدة بالكامل للحوسبة. أثبتت شريحة كمبيوتر واحدة من الجرافين من شركة IBM أنها سريعة بشكل لا يصدق ، أسرع بـ 10000 مرة من شريحة السيليكون - لكنها لم تكن معالجًا للأغراض العامة. نظرًا لأنه لا يمكن تشغيل الجرافين وإيقاف تشغيله بسهولة بكميات كبيرة ، فلا يمكننا ببساطة تبديل الجرافين بالسيليكون ومواكبة هياكل الشرائح الحديثة.

سيباستيان أنتوني يحمل رقاقة من رقائق الجرافين في IBM Research

سيباستيان أنتوني يحمل رقاقة من رقائق الجرافين في IBM Research.

قد تقدم المواد الأخرى المزيد من التخفيضات العملية في الحجم والمقاومة الكهربائية ، وتسمح في الواقع لقانون مور بالاستمرار دون انقطاع ، ولكن فقط إذا وصلت إلى السوق بسرعة كافية. تم الحديث عن السليكون-الجرمانيوم ، أو الجرمانيوم وحده ، منذ بعض الوقت ، ولكن لم يتجسد بعد في أي شكل من الأشكال المعقولة التكلفة. اكتشف مؤخرًا أن مادة تسمى التيتانيوم ثلاثي كبريتيد يمكن أن يوفر العديد من المزايا المادية نفسها مثل الجرافين ، ويفعل ذلك بفجوة نطاق قابلة للتحقيق - قد تكون هذه المواد الفائقة هي ما نحتاج إليه ، ولكن مشاكل التصنيع الشبيهة بالجرافين في التصنيع ثم ترفع رؤوسها القبيحة.

الاحصاء الكمية يمكن أن يكون إجابة أخرى ، لكن البحث لا يزال أولًا لدرجة أنه مشكوك فيه. يعتقد البعض أنهم سيقدمون مثل هذه الترقية الضخمة والفورية على المعالجات الحديثة بحيث ينهار تشفير الكمبيوتر. ومع ذلك ، فإن الحوسبة الكمومية لن تأتي بالضرورة في شكل كمبيوتر رقمي قابل للبرمجة على الفور ؛ لن تتمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية المبكرة من تشغيل Windows ، حتى لو كانت أكثر من السرعة الكافية بالمعنى النظري. من بين جميع 'الحلول' الممكنة للمشكلات التي تلوح في الأفق مع قانون مور ، ربما تكون الحوسبة الكمومية هي الأقل واقعية. لديها الكثير من الإمكانات لتطبيقات محددة ، لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا تزال بعيدة جدًا بحيث لا تستحق التفكير فيها.

مور نفسه اعترف بأن قانونه 'لا يمكن أن يستمر إلى الأبد' في مقابلة عام 2005. قال إنها طبيعة الدوال الأسية - فقد اصطدمت في النهاية بالحائط ، وبينما يبدو ذلك منطقيًا تمامًا في عالم الرياضيات الافتراضي البحت ، فإنها لا تنجح أيضًا في العالم الحقيقي. من المحتمل أن قانون مور سوف يصمد عند النظر إليه على مقياس القرن ، ويتم تصغيره لتقليل أهمية أي تقلبات صغيرة بين التقنيات الجديدة. ولكن تظل الحقيقة أنه في الوقت الحالي ، ندخل فترة هدوء بينما ننتظر وصول تقنية المعالجة الرائعة التالية.

تحقق من سلسلة 2007es.com Explains الخاصة بنا لمزيد من التغطية المتعمقة.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com