Cómo entender el impacto de la Ley de Moore en el comercio electrónico o las inversiones en sistemas de información
La Ley de Moore fue propuesta por Gordon Moore, uno de los fundadores de Intel.
Moore. Esta ley establece que, manteniendo el precio constante, el número de transistores que caben en un circuito integrado se duplica aproximadamente cada 18 meses, al igual que el rendimiento. En otras palabras, por cada dólar que gasta en una computadora, su rendimiento se duplica con creces cada 18 meses. Esta ley revela la velocidad de desarrollo de la tecnología de la información.
Aunque esta tendencia ha continuado durante más de medio siglo, la Ley de Moore aún debe considerarse como una observación o especulación más que como una ley física o natural. Se espera que este patrón continúe al menos hasta 2015 o 2020[1]. Sin embargo, según la actualización de 2010 de la Hoja de Ruta Internacional de Tecnología de Semiconductores, el crecimiento se había desacelerado a finales de 2013, y a partir de entonces solo se esperaba que la densidad de transistores se duplicara cada tres años. [1]
1 Descripción general de la ley de Moore
El 19 de abril de 1965, Moore (entonces Fairchild) publicó en la página 114 de la revista Electronics el artículo "Llenemos los circuitos integrados con más componentes". " por un ingeniero de una empresa de semiconductores) predice que la cantidad de transistores y resistencias integradas en chips semiconductores se duplicará cada año. El número de transistores y resistencias integrados en chips semiconductores se duplicará cada año.
En 1975, Moore publicó un artículo en la Conferencia Internacional de Componentes Electrónicos del IEEE, revisando la Ley de Moore en función de la situación real en ese momento, cambiando "doble cada año" por "doblado cada dos años". cada dos años", y ahora se suele decir que "doble cada dos años" significa "doble cada dos años". Un dicho popular es "se duplica cada 18 meses". Pero en una entrevista de septiembre de 1997, Moore afirmó que nunca dijo "el doble cada 18 meses" y que la hoja de ruta de SEMATECH seguía un ciclo de 24 meses.
En términos generales, si se producen circuitos integrados de las mismas especificaciones en obleas de la misma área, con el avance de la tecnología de procesos, la producción de los circuitos integrados se puede duplicar cada año y medio, lo que se convierte en costos. , es decir, el costo se puede reducir en un 50% por año y medio, y el costo promedio anual se puede reducir en más del 30%. A juzgar por la extensión de la Ley de Moore, la tecnología de circuitos integrados avanzará una generación cada año y medio.
La Ley de Moore es una regla general sencilla para evaluar el progreso de la tecnología de semiconductores. Su importancia es que, a largo plazo, la tecnología de procesos de circuitos integrados se desarrolla en línea recta, lo que permite que los productos de circuitos integrados reduzcan continuamente costos, mejoren el rendimiento y aumenten las funciones.
En 1998, el presidente de TSMC, Zhang Zhongmou, dijo una vez que la Ley de Moore ha desempeñado un papel considerable en los últimos 30 años y seguirá siendo aplicable en los próximos 10 a 15 años.
Pero un estudio reciente encontró que la era de la "Ley de Moore" está a punto de pasar, porque el costo de la investigación y los laboratorios es demasiado alto, y pocas empresas tienen los recursos financieros para invertir en la construcción y el mantenimiento de chips. fábricas. Además, el proceso de semiconductores se acerca cada vez más al límite físico, lo que dificulta su reducción.
Debido a la singularidad del silicio de alta pureza, cuanto mayor es el nivel de integración, más barato es el transistor, lo que llevó a la Ley de Moore en economía. A principios de la década de 1960, un transistor costaba alrededor de 10 dólares estadounidenses. A medida que los transistores se hacen cada vez más pequeños, hasta que se pueden colocar 1.000 transistores en un mechón de cabello, cada transistor cuesta sólo una milésima de centavo. Según estadísticas relevantes, basadas en la multiplicación del precio por 100.000, la computadora IBM 704 cuesta 85 centavos, la IBM 709 bajó a 17 centavos y la computadora del sistema IBM 360 desarrollada por IBM a mediados de la década de 1960 costó 5 mil millones. se ha convertido en 3,0 centavos. La definición de la Ley de Moore se puede resumir en tres versiones:
El número de circuitos integrados en un chip de circuito integrado se duplica cada 18 meses.
Los microprocesadores duplican su rendimiento o reducen su precio a la mitad cada 18 meses.
El rendimiento de los ordenadores que puedes comprar por un dólar se triplica cada 18 meses.
La primera afirmación es la más común, mientras que la segunda y tercera afirmaciones que involucran factores de precio son esencialmente las mismas. Aunque las tres afirmaciones son diferentes, son exactamente iguales en un punto, es decir, el ciclo de "duplicación" es de 18 meses. En cuanto a la duplicación, es el "número de circuitos" integrados por el chip del circuito integrado. que es la unidad completa, si las computadoras duplican el "número de circuitos" integrados en los chips de circuitos integrados, si se trata del "rendimiento de la computadora" o "el rendimiento que se puede comprar con un dólar" es una cuestión de opinión [2]
2Discovery Background Editor.
En 1959, el famoso fabricante estadounidense de semiconductores Fairchild presentó por primera vez el transistor plano y en 1961 lanzó el circuito integrado plano. -Tecnología denominada "fotolitografía", utilizada para formar componentes de circuitos semiconductores como diodos, transistores, resistencias y condensadores en obleas de silicio muy planas.
Para mejorar la precisión de la "fotolitografía", se mide la densidad. La cantidad de componentes también aumentará en consecuencia, por lo que tiene un gran potencial de desarrollo. Por lo tanto, la tecnología plana se considera "la clave industrial de toda la industria de los semiconductores" y también es la base técnica de la Ley de Moore. En 1965, el entonces director del Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Semiconductores Fairchild, Moore, fue invitado a escribir un comentario de observación titulado "Llenar circuitos integrados con más componentes" para la edición del 35 aniversario de la revista Electronics. Surgió una tendencia sorprendente: cada nuevo chip tiene aproximadamente el doble de capacidad que el chip anterior, y cada chip nació entre 18 y 24 meses después del chip anterior.
Si esta tendencia continúa, la potencia informática aumentará. El aumento crecería a un ritmo exponencial. Las observaciones de Moore llegaron a conocerse como la Ley de Moore, e iluminaron una tendencia que continúa hasta el día de hoy y que se ha descubierto que es increíblemente precisa. No solo describe los chips de memoria, sino que también explica con precisión. El desarrollo de la potencia del procesador y la capacidad de almacenamiento de la unidad de disco. Esta ley se ha convertido en la base de muchas predicciones de rendimiento de la industria. El número de transistores en un chip ha aumentado más de 3200 veces en 26 años, desde 2300 transistores en el primer procesador 4004. lanzó en 1971 7,5 millones de transistores en el procesador Pentium II
3D Discovery Character Editor
Gordon-
Moore (1929-): Uno de los fundadores. de Intel Corporation (Intel)
Gordon Moore nació el 3 de enero de 1929 en Pescadino, San Francisco, California. Su padre no fue a la escuela y comenzó a mantener a la familia a la edad de 17 años y se convirtió en. un pequeño funcionario. Su madre sólo se graduó de la escuela secundaria. Fue admitido en la famosa Universidad de California, Berkeley, con especialización en química, haciendo realidad su sueño de infancia.
En 1950, Moore obtuvo una licenciatura. Luego continuó sus estudios y se doctoró en química física en 1954.
En 1965 propuso la Ley de Moore.
Otra forma de decirlo
Aunque la Ley de Moore lleva el nombre de Gordon
Moore, no fue Moore quien propuso por primera vez el contenido relacionado con la Ley de Moore. Profesor Carver-Mead de Caltech.
Mead fue el primero en prestar atención al fenómeno propuesto por la Ley de Moore de que el aumento de la producción de productos como los transistores conduce a la caída de los precios. Mead señala que si la potencia de procesamiento de una computadora a un precio determinado se duplicara cada dos años, el precio de la unidad de procesamiento de una computadora a ese precio se reduciría a la mitad durante el mismo período.
Las 4 leyes han sido verificadas por los editores
Verificación exhaustiva
En 1975, un chip de memoria de dispositivo frontal de carga emergente contenía casi 65.000 componentes, y Moore La predicción para 1965 fue consistente.
Según las estadísticas publicadas por Intel, el número de transistores en un solo chip aumentó de 2.300 en el procesador 4004 en 1971 a 7,5 millones en el procesador Pentium II en 1997, un aumento de 3.200 veces en 26 años. Si seguimos la predicción de "duplicarse cada dos años", 26 años deberían incluir 13 ciclos de duplicación. Después de cada ciclo, el número de componentes integrados en el chip debería aumentar 2n veces (0≤n≤12), por lo que para el día 13. El ciclo, es decir, el crecimiento del número de componentes después de 26 años, puede considerarse bastante cercano a la tasa de crecimiento real de 3.200 veces.
Verificación de elementos
Ley de Moore
Algunas personas también la han verificado a partir de los tres elementos de una computadora personal (es decir, PC): chip de microprocesador, memoria semiconductora y Software del sistema. La validez de la Ley de Moore.
En lo que a microprocesadores se refiere, del 8086 y 8088 en 1979, al 80286 en 1982, al 80386 en 1985, al 80486 en 1989, al Pentium en 1993, al Pentium Pro en 1996 y 1997. El Pentium II es cada vez más y más potente y el precio es cada vez más bajo. La aparición de cada generación de productos es la encarnación de la Ley de Moore. Cada nueva generación de productos es el resultado directo de la Ley de Moore. Al mismo tiempo, la capacidad de memoria de las computadoras personales también se ha expandido de 480k a 8 millones y 16 millones, lo que está más en línea con la Ley de Moore.
En términos de software del sistema, las primeras computadoras tenían un tamaño y funciones muy limitadas debido a las limitaciones de la capacidad de almacenamiento. A medida que la capacidad de la memoria aumenta exponencialmente de acuerdo con la Ley de Moore, el software del sistema ya no se limita a un espacio pequeño. El número de líneas de código de programa contenidas en el código de programa también ha aumentado dramáticamente: el código fuente de Basic solo tenía 4.000 líneas en 1975 y creció a aproximadamente 500.000 líneas 20 años después. El software de procesamiento de textos de Microsoft, Word, contenía 27.000 líneas de código en su primera versión en 1982, y creció a alrededor de 2 millones de líneas 20 años después. Al trazar la curva de velocidad de desarrollo, podemos ver que el tamaño y la complejidad del software están creciendo más rápido que la Ley de Moore. El crecimiento del software de sistemas ha aumentado a su vez la demanda de procesadores y chips de memoria, estimulando así el rápido desarrollo de los circuitos integrados.
La Ley de Moore no es una ley matemática o física, sino un análisis y predicción de las tendencias del desarrollo, por lo que debe dejarse cierto margen para su expresión literal y su cálculo cuantitativo. En este sentido, las predicciones de la Ley de Moore son precisas y encomiables. Por eso, ha sido reconocida por personas de la industria y ha tenido un gran impacto.
5 Editor de Correction Evolution
Corrección
En 1975, Moore publicó un artículo en la reunión anual IEEE de la Unión Internacional de Telecomunicaciones basado en la situación real en. En ese momento, revisó y revisó la tasa de crecimiento de "densidad por año". Según el propio Moore, en una entrevista con el editor de Scientific American en septiembre de 1997, cambió "doble cada año" por "doble cada dos años". De hecho, el tiempo posterior y más preciso fue el promedio de los dos: 18 meses.
Evolución
Segunda Ley de Moore: En los 30 años transcurridos desde que se propuso la Ley de Moore, el rendimiento de los chips de circuitos integrados ha mejorado enormemente, pero, por otro lado, la alta dirección de Intel;
< Las personas del nivel p> empezaron a notar que los costes de las plantas de producción de chips también aumentaban en consecuencia. En 1995, el presidente de Intel, Robert Noyce, previó que la Ley de Moore estaría limitada por factores económicos. Ese mismo año, Moore publicó un artículo en la revista The Economist y escribió: "Lo que más me preocupa ahora es el aumento de los costes... Esta es otra curva exponencial. Sus palabras se llaman las dos leyes de Moore.Nueva Ley de Moore:
Nueva Ley de Moore: El término "Nueva Ley de Moore" aparece en los periódicos profesionales de TI chinos y se refiere al número de servidores y usuarios de Internet en China. La tasa de crecimiento se duplica aproximadamente cada seis meses, y los expertos predicen que esta tendencia continuará durante varios años.
6 Definición
La "Ley de Moore" resume la velocidad de desarrollo de la tecnología de la información. En los más de 40 años transcurridos desde que se propuso la Ley de Moore, las computadoras han pasado de ser gigantes misteriosos e inaccesibles a herramientas indispensables para la mayoría de las personas. La tecnología de la información ha pasado de los laboratorios a innumerables hogares comunes, e Internet ha conectado el mundo entero. El equipo visual enriquece la vida de todos.
Debido a la singularidad del silicio de alta pureza, cuanto mayor es el nivel de integración, más barato se vuelve el transistor, lo que también conduce al principio económico de la Ley de Moore. A principios de la década de 1960, un transistor costaba alrededor de 10 dólares, pero a medida que los transistores se hicieron cada vez más pequeños, hasta que fueron tan pequeños que 1.000 de ellos cabían en un mechón de cabello, cada transistor costaba sólo una milésima parte del precio. Según estadísticas relevantes, basadas en el cálculo de 100.000 multiplicaciones, el precio de la computadora IBM 704 fue de 1 dólar estadounidense, el precio de la IBM 709 bajó a 20 centavos y la computadora del sistema IBM 360 desarrollada por IBM tuvo un costo de 5 mil millones. Los dólares estadounidenses a mediados de la década de 1960 se convirtieron en 3,5 centavos.
La "Ley de Moore" tiene una importancia de gran alcance para el mundo entero. Al analizar el desarrollo de la industria de chips semiconductores durante los últimos 40 años y mirar hacia el futuro, los expertos en tecnología de la información creen que la "Ley de Moore" aún puede aplicarse en el futuro. Pero a medida que los circuitos de transistores se acerquen a sus límites de rendimiento, esta ley llegará a su fin. Durante más de 40 años, la tendencia a la integración de chips semiconductores ha impulsado el desarrollo de toda la industria de la tecnología de la información, tal como predijo Moore, y ha cambiado así la vida de innumerables personas.
7. Perspectivas de desarrollo
En los más de 40 años transcurridos desde la aparición de la Ley de Moore, la gente se ha sorprendido al ver que el nivel de los procesos de fabricación de chips semiconductores ha seguido mejorando. un ritmo vertiginoso. El chip de microprocesador Pentium4 de Intel tiene una frecuencia principal de hasta 2 GHz. En 2011, lanzó un chip con mil millones de transistores y puede ejecutar 100 mil millones de instrucciones por segundo. Si este ritmo de desarrollo continuará indefinidamente es una pregunta que ha estado en la mente de la gente.
Desde una perspectiva técnica, a medida que aumenta la densidad de los circuitos en las obleas de silicio, su complejidad y tasas de error aumentarán exponencialmente, haciendo que las pruebas exhaustivas y exhaustivas de los chips sean casi imposibles. Una vez que el ancho de las líneas de un chip alcanza el orden de nanómetros (10-9 metros), lo que equivale al tamaño de unas pocas moléculas, las propiedades físicas y químicas de los materiales sufrirán cambios cualitativos en este caso, dando lugar a Los dispositivos semiconductores que utilizan los procesos actuales no funcionarán y la Ley de Moore está llegando a su fin.
Desde un punto de vista económico, como dice la Segunda Ley de Moore, construir una fábrica de chips cuesta entre 2 y 3 mil millones de dólares. Cuando la escala de la línea de producción se reduzca a 0,1 micrones, aumentará. a 10 mil millones de dólares, lo que es más que la inversión en una central nuclear. Al no poder permitirse el dinero, cada vez más empresas están abandonando el negocio de los chips. [1]
Michio Kaku, físico y profesor de física teórica en la City University de Nueva York, dijo en una entrevista de 2012 que la Ley de Moore está colapsando después de dominar la industria de los chips durante 47 años. Esto tendrá un impacto significativo en el procesamiento informático. En la próxima década, más o menos, la Ley de Moore colapsará y la potencia informática no podrá sostener su crecimiento exponencial sólo con la tecnología de silicio estándar.
Morio Calais dijo que las dos razones principales del fracaso de la Ley de Moore son las altas temperaturas y las fugas. Así es exactamente como el silicio llega al final de su vida. Eso está muy lejos de las predicciones iniciales de los científicos sobre la desaparición de la Ley de Moore, dijo Norio Kalei. Los científicos deberían poder seguir aprovechando el potencial de los componentes de silicio, manteniendo viva la Ley de Moore durante los próximos años, pero alcanzará sus límites después de que tecnologías como los chips 3D también agoten su potencial.
Científicos y analistas de la industria en diversos campos predicen la muerte de la Ley de Moore. Pero los investigadores también creen que los continuos avances en las estructuras y componentes de los chips hacen que la Ley de Moore siga siendo válida en la actualidad.
Incluso Intel, que afirma estar "basada en la Ley de Moore", ha anunciado que a medida que los nuevos transistores que utilizan nanocables y otras tecnologías reemplacen gradualmente a los transistores semiconductores tradicionales, la Ley de Moore, que ha entrado en las filas del "tío", será eliminada. La Ley de Moore "ya no podrá seguir liderando el desarrollo de dispositivos electrónicos".
8 Editor de Breakthrough Research
El 28 de octubre de 2012, científicos de IBM Research en los Estados Unidos anunció que los chips de nanotubos de carbono recientemente desarrollados cumplen con el ciclo de la "Ley de Moore". Según la Ley de Moore, el nivel de integración de los chips de computadora se duplica cada 18 meses y el precio se reduce a la mitad. estaban cerca del nivel atómico, alcanzando el nivel atómico más allá de los límites físicos de las propiedades naturales del material, es difícil lograr avances en velocidad y rendimiento.
Los investigadores de IBM colocaron más de 10.000 nanotransistores de carbono en el silicio. Los chips y sus electrones funcionan más rápido que los dispositivos de silicio. También son la forma estructural más ideal de transistores. Estas propiedades superiores serán la razón por la que, combinadas con una nueva arquitectura de diseño de chips, los futuros microchips lograrán la innovación informática. >
Los investigadores descubrieron que los electrones atrapados en un semiconductor con una capa de óxido o metal en la interfaz pueden ser bombeados fácilmente al aire. Los electrones ocultos en la interfaz forman una capa de carga y la repulsión de Coulomb entre las partículas cargadas. Dentro de esta capa de electrones, pueden liberar fácilmente electrones del silicio aplicando una cantidad muy pequeña de voltaje, extrayendo efectivamente los electrones de la estructura del silicio y luego colocándolos en el aire para que puedan pasar a través de canales a nanoescala sin colisiones ni dispersión. ocurren [3]
9 Editor de aplicaciones biológicas
En 2013, los científicos aplicaron la Ley de Moore para estudiar la complejidad de la vida en la Tierra y los resultados mostraron que la vida orgánica ha existido durante mucho más tiempo. que la propia Tierra
Los investigadores reemplazaron los transistores de la Ley de Moore con nucleótidos, la base del material genético de la vida, y cambiaron los circuitos por material genético. Los cálculos matemáticos muestran que la vida apareció por primera vez hace 10 mil millones de años. mucho antes de la edad prevista de la Tierra de 4.500 millones de años, los investigadores dicen que pueden haber existido organismos similares a las bacterias cuando se formó el sistema solar, o en las regiones antiguas de la Vía Láctea. Llegó a la Tierra a través de cometas, asteroides u otros desechos espaciales. Esta hipótesis se conoce como teoría de la arisenogénesis, también conocida como teoría de la panspermia.[