摩爾定律是正確的么?
摩爾定律是真實存在的還是只是半導體行業內的一個口號?為什麼是18個月不是17個月或者20個月?這個定律有什麼理論支持么?
我個人始終認為把摩爾定律稱為Law只是一種宣傳手段,是過去幾十年間半導體行業內達成共識的一個很好的「噱頭」。其實你只要仔細觀察一下,就會發現在歷史的不同時期,業界對於摩爾定律的稱述是有區別的。在前奔騰時代,CPU廠商宣傳的更多的是時鐘頻率的翻倍,到了最近幾年,大家發現頻率上不去了,就開始強調單個晶元晶體管數量的增長。現在連提高晶體管密度也很困難了,大家又都開始宣傳多核的概念。反正摩爾和Intel自己也對摩爾定律的具體說法反覆修正[Moore"s law],大家怎麼好聽就怎麼說唄。
目前的情況是,就底層的工藝而言,業界應該已經明顯感覺到摩爾定律開始失效了。你查查新聞就能發現,Intel的22nm Ivy Bridge在2012年4月就已經量產,但是直到今天,TSMC,IBM等競爭對手還是沒能發布相應的工藝產品——這意味著有人開始跟不上了。跟不上的原因也很簡單——快到極限了,很多人玩不下去了。
現在業界到處流傳著More than Moore和More beyond Moore的說法,看節奏是打算榨乾摩爾定律這個任人打扮的小姑娘的最後一點宣傳價值了。
補充一下,Intel目前的22nm工藝其實是不是達到了22nm的feature size是值得懷疑的。但其他廠商有點跟不上intel的節奏(或者說是不認可intel的方向)依然是能看出端倪的。沒啥理論支持,而且人家的目的也不是為了營銷。
任何工藝的進步需要各個方面的配合,包括spice model,光照,工藝尺寸等,摩爾定律主要為了讓技術同步這個定律整個一個營銷術語,卻神奇的推動著整個半導體產業的發展,實際上現在已經是成長難度非常大的事,樓上的說的很對,頻率翻不過的時候性能缺陷用雙核 四核補,性能上不去的時候就吹噓工藝上升,每瓦特性能,
非常好的營銷術語我覺得說噱頭或者營銷辭彙還是有失偏頗的。 我更傾向於說摩爾定律是一個成功的經驗預測並且在這半個多世紀以來成為集成電路發展的規劃目標。
首先我們來澄清一下關於這個「定律」這個詞,定律是一種總結歸納,是對大量客觀事實進行總結而得到的觀點(你可以比照墨菲定律,你能說這個定律是正確的么,這只是一個經驗談)。對於這個摩爾定律的提出時間在於1965年,這個意義上來說,它是一個預測,並且為今後的集成電路發展制定了一個規劃目標。在爾後的半個世紀,集成電路的發展還是遵循(甚至超過)著這個定律的,在這半個世紀中摩爾定律得到了相當正確的驗證。(明明是我們奮力加班拼搏才實現了它嚶嚶嚶)
好,我們再來看一下摩爾定律的定義:每隔24個月(是的,intel的co-founder摩爾最初提出這個定律,是說24個月的)集成電路上的晶體管數增加一倍。([ref1]: http://www.cs.utexas.edu/~fussell/courses/cs352h/papers/moore.pdf,這篇中他是說每年的,在1975年修正為兩年)
在後來被intel CEO David House引述中,採用了18個月的說法。(為什麼不是17個月,16個月,因為...兩年計劃,一年半規劃比較順口啊)。而所有的,比如頻率提升啊,多核啊,集成CPU+GPU啊,增大cache啊,加速IO啊,功耗減小啊都是建立在這個基礎上的,儘管在各個階段可能表現不同,但都是由於最基本的工藝提升集成度提高而帶來的。而集成電路上的晶體管數量的集成度(或者說性能)取決於哪些因素呢,在現在的工藝上,所謂的45nm/28nm/14nm等等,主要是指代線寬。(當然晶體管的大小是由柵寬和長來決定的也是非常重要的數據)。
在早期,由於這些特徵尺寸的下降能夠從比如互連線RC延遲比如單個器件的延時等方面直接改良數字電路的性能,而且高集成度也能夠引入更好的架構更複雜的指令集,所以是能夠就看到頻率的提升。而在器件性能的提升已經不能以倍速發展,比如從32nm到14nm,器件的速率並不能夠翻倍的時候,就需要通過其他方法來提升晶元的性能,比如集成度的提高我們可以集成更多更大的memory來存儲減少計算周期,我們可以通過集成多核共享IO來做並行的計算提高速率,以及由於器件減小閾值電壓減小,功耗和漏電電流減小等方面來提升性能。
集成度進一步提高比如14nm能帶來什麼?在現在的14nm和正在計劃中的10nm發展的公司中,一定是會從1)時鐘速率,不要以為cpu現在什麼都是多少G,你去看看現在的瓶頸EDRAM什麼的,還是急需新工藝提升性能的 2)功耗,現在低功耗是做得最多也比較難做的部分,這部分也是需要通過工藝改善的。當然還有很多工藝以外的因素在推進,而工藝以外的因素,比如加入更多的power switch,LV, 會帶來更多的元件和連線,這又是需要集成度的提升來支持的。3) 晶元面積,這是毋庸置疑的,晶元面積的縮小才能帶給我們低成本,以及輕薄和更多功能的電子產品。
這些都是實實在在肉眼可見的,不是什麼噱頭,電子產品的更新換代和自我貶值高過任何一個其他產業,就是這個該死的摩爾定律害的。10年前32M的memory和現在32G的memory,他們的大小和價格,赤裸裸的告訴你摩爾定律他不但不是營銷手段,反而是...這個產業自我夕陽的原因。
至於這個摩爾定律能不能繼續下去,每個人都在惶恐的等著這一天,但也不是乾等著...之前就覺得連線寬度已經小於光刻波長了,無法繼續,之後就有了通過double/triple pattern的方法去做,結構上也有finFet之類的大改動雖說會有散熱上的問題.... 新工藝新結構新材料,無一不為了實現摩爾定律的預言而加油呢...而每一次改動都不僅僅是生產線上的改動,也牽扯到庫的重新定製,EDA的驗證演算法,整個個設計流程的變化,所以需要一定的開發時間,雖然說是每一年半翻一番,但實際的工作要遠遠多於一年半,在上一個工藝節點還沒有完全量產的時候,下一個的開發都已經開始了,才能趕的上這個摩爾定律。
把這個每年都逼死人,每年都把自己逼死,讓消費者享受比以前更便宜更好用的產業的發展綱領說成營銷手段,你們好意思嘛!共產主義才是噱頭....好不好。在70年代後期,一直到90年代中期,基本上都是正確的,是由於當時的技術,提升計算能力的途徑主要通過在單個電路上集成更多的晶體管,這種技術在接近20年的時間內都相當有效,直到碰到技術瓶頸。
樓主糾結於18個月還是17個月,這.......
現在摩爾定律肯定是失效了,不過摩爾定律所揭示的趨勢仍在延續。謝邀。
首先,脫離前提條件談論某個定律是否正確純屬耍流氓。牛頓三定律正確吧,放到微觀條件下就不行,得靠量子力學來解釋。
其次,這只是個經驗公式,是受當時半導體產品研發/試生產等各種條件制約下總結出來的經驗,要說為什麼是18個月,網上有很多論述這裡就不重複了,基本上就是由現有科學水平下整個行業的研發過程決定的。
所以,總結一下,這個定律是半導體製造過程中總結出來的經驗公式,在製程達到一定極限之前,基本上是符合客觀事實的。
一年半你所創造的價值減一半。還有比這更吃人的行業么。
摩爾定律,是個商業計劃。一代CPU發售一段時間以後,該買的都已經買了。怎麼吸引之前的購買者買更多的產品?怎麼吸引新的購買者?摩爾定律給出的答案是,成倍的提高性能,就能讓既有用戶有更新換代的動力,就能把應用的範圍推廣到更多的領域裡……要在一年半兩年里,翻番,這絕不是自然而然能達到的,需要大量人力物力財力的投入。為了實現這個目標,英特爾每年要投幾十億美元的研發費用,近幾年都過百億了。所以,這不是什麼自然科學或者工程技術方面的規律;這就是個商業計劃,拼盡全力被實現而已。
很少有人知道摩爾定律到底是怎麼來的。
生物歷史上幾大「革命」,都是利用生產技術的正反饋來驅動的。用生物來生殖生物(而不是從無到有的組裝蛋白質),用工具來製造工具,用燒煤的機器來挖煤和運煤(第一次工業革命),用機器來製造機器(政治書上的大機器生產),用軟體來開發新的軟體(信息革命),用互聯網來設計互聯網應用(互聯網革命)。。。。
好,假設一個機器每年能生產2個機器。然後生產的機器又能生產新的機器。請問一下這個機器總量的增長規律是?毫無疑問,每年翻一倍。類似的正反饋都是這樣提升規模水平的。
那麼摩爾定律的基本原理就是:如果我們用最新的cpu A(所組裝的超級電腦)來設計更新的cpu B(繪製TB級的CPU集成電路),而設計的結果B的運算總能力和A的運算總能力是正相關的,那麼每年新增的運算總能力是隨時間指數級增長的;如果我們認為cpu的年生產量是有限的,cpu組裝的超級電腦所能容納的cpu個數也是有限的, 那麼每個cpu的運算能力也是指數增長的。
摩爾把這個冪指數係數,用他的產業經驗,給了一個18個月這個數字,其實他非常直觀的解釋了上述過程。此外他也算是站在時代的前沿,少有的能預見到用電腦來設計電腦,會導致人類計算能力會發生正反饋大爆炸的情況的。這就是摩爾定律為什麼這麼重要的緣故了,個人意見。
人類社會激發產業革命的下一個正反饋是?嘿嘿,我告訴你吧,量子計算機。量子計算機運算力的對數符合摩爾定律,因為它能多項式時間解答很多NP問題......摩爾定律並不是自然規律,而是一種持續創新的期望——IDF 2011.6
首先摩爾定律在過去50多年的時間裡存在且是適用的,從圖上來看,即使匆匆一瞥,也能發現摩爾定律的驚人規律性。從最早的數據點開始,它延生出奇整齊。晶元的改進50年沒有間斷,以相同的加速度呈現出指數級發展形態。這條規整的無波動軌跡源自全球市場的混亂和未經協調的殘酷的科技戰爭,這真的可能嗎?摩爾定律反映的是物質與計算能力推動的方向,還是這種由經濟野心造就的人工紙品的穩步發展?
摩爾的觀點更傾向於後者。2005年,在紀念定律誕生40周年的慶典上,摩爾寫到:「摩爾定律的確是關於經濟的。」事實上摩爾定律與人們的理念體系有關,它不是自然法則,是人類理念的體現,當人們信仰某種事物是,他們會付出精力讓美夢成真。它完全與人類行為和前景有關,與我們選擇什麼理念有關。為什麼這樣說,因為馬力更大的噴氣式發動機不會導致更高的玉米收成,更優良的激光器也不能加快藥品的研發速度,但是運行更快的計算機卻可以帶來一切。今天所有技術唯電腦技術馬首是瞻。不只是半導體,未來進步預期引導當前投資在所有技術領域都是如此。
摩爾定律的實際變化斜率也不是天定數字(題主所提18個月,17個月,20個月),這是根據人類工作周期而定。因為在公司構思新技術,設計,製造樣機,檢測,投入生產和銷售正好需要一年到兩年的時間。 當然摩爾定律是正確的嗎?硅基晶元的極限已經越來越近。在未來某個時刻,所有特定的指數級進步必將呈現高位平台走勢。S型曲線是發展的經典模式。那到那個時候摩爾定律還適用嗎?時間還未到,我的水平當然無法給題主預測如今最熱點領域的未來,但是我們可以從其他事件上一窺究竟。 我們以數碼相機作為例子,第一台數碼相機的解析度非常低。科學家為了看清隔壁老王家於是不斷增加感測器的像素密度,提高照片質量。當時他們並不知道每個陣列包含的像素將呈指數級增長,朝著百萬像素目標邁進。並超過這個目標。百萬像素的持續增長成為相機的新賣點。經過十年的發展,越來越密的像素對消費者不再有吸引力。因為他們認為現在的解析度已經足夠了。取而代之的是他們關心感測器的工作速度,和對暗光的靈敏度。於是新的度量依據產生了,新的曲線開始了。而像素密度的指數級曲線將逐漸趨於平滑。摩爾定律的命運與此類似。 但何時終結?無人知道。今天半導體行業的目標已經在考慮10納米了。不論摩爾定律——就晶體管密度而言——是否還能經歷10年,20年的發展推動經濟增長,我們可以肯定他會像過去的都其他趨勢一樣淡出歷史舞台,升華為新的增長趨勢。當摩爾定律淡出時,我們將找到代替方案,再造一百萬倍的晶體管。所有定律都有適用範圍,不可太認真
摩爾定律是人為操控的定律而已。摩爾定律的意義是,讓廠商在獲取最大利益的情況下推出新產品。查查摩爾跟英特爾的關係就知道了。。
其實現在IC製程的能力早已超越摩爾定律,只不過,太快更新不僅對英特爾不利,對AMD,IBM、TI、高通之類的設計商都不利(會壓低利潤)
上面答案中最有啟發的是摩爾定律是幕律,幕律作為經驗定律不要太多歐
大部分符合人的心理
摩爾定律是intel的moore 根據生產技術總結出來的一個期望曲線。其實摩爾定律一開始提出來的時候是每12個月晶體管數量翻一翻的【1—3】。只是在後來的不斷實踐中,調整這個規律以適應生產技術,後來行業的發展將其定為一個約定俗稱的準則,以在該行業的發展中獲得較大利益。1,Moore, Gordon E. (1965). "Cramming more components onto integrated circuits" . Electronics Magazine. 2,Brock, David C., ed. (2006). Understanding Moore"s law : four decades of innovation. Philadelphia, Pa: Chemical Heritage Press. 3,"1965 – "Moore"s Law" Predicts the Future of Integrated Circuits". Computer History Museum. 2007.
對於傳統的馮諾體系適用,不過目前正在加速…如果人們突破了馮諾體系,例如量子計算機之後的發展也許就不適用了…畢竟這種普遍定律都是有誤差的,當時提出的時候也是基於當時的數據…
摩爾定律只是當初的一個假設猜測,而現在出於宣傳的目的,人們總是在通過各種方法來試圖證明他是正確的。
我認為叫做「摩爾規定」更合適。
首先,它不是一個自然科學規律,所以叫做定律不太合適。
其次,雖然現在回頭去看半導體發展歷史,基本符合這個規律。但這事實上是一個雞與蛋的問題。到底是確實存在這個規律,摩爾發現了它;還是摩爾人為規定未來半導體就這樣發展,大家就很配合的按這個規定來開發新技術。我認為顯然答案是後者。誰叫人家是新技術的領頭羊呢,控制了技術發展的節奏。摩爾定律是毫無科學依據的,說偽科學一點不為過。摩爾定律之所以能夠長期準確 「預測或指導」 半導體工業晶體管尺寸的變革,歸根結底是各大廠商處於商業目的極力地遵循摩爾定律罷了。換一種角度考慮摩爾定律一直在左右半導體產業的發展,有積極的一面,當然也有消極的一面。
是對的,但也是錯的!!---------------------------------------------------------------------------------度的問題,度中就對,度外則錯、、所有的理論都是這樣、、、
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