무어의 법칙은 무엇이며 그 목적은 무엇입니까?

무어의 법칙 (Moore 's Law)은 1965 년 인텔 공동 설립자 고든 무어 (Gordon Moore) 가 관찰 한 바에 따르면, 집적 회로에서 평방 인치당 트랜지스터 수는 발명 이후 해마다 두 배로 증가하고 있음을 발견했습니다.

무어의 법칙 (Moore 's Law) 은이 추세가 앞으로 몇 년 동안 그대로 유지 될 것이라고 예측합니다. 속도는 줄어들었지만 평방 인치당 트랜지스터 수는 약 매년 반씩 두 배가되었습니다. 이것은 무어의 법칙의 현재 정의로 사용됩니다.

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이 법의 단순화 된 버전은 프로세서 속도 또는 컴퓨터의 전체 컴퓨팅 성능이 2 년마다 두 배가 될 것이라고 명시하고 있습니다. 다른 컴퓨터 회사의 기술자들 사이의 빠른 점검은 그 용어가 널리 사용되지는 않지만 규칙은 여전히 ​​받아 들여지고 있음을 보여줍니다.

1970 년부터 2018 년까지 그리고 다시 2019 년에 프로세서 속도를 살펴보면 법이 한계에 도달했거나 다가오고 있다고 생각할 수 있습니다. 1970 년대 프로세서 속도는 740KHz에서 8MHz까지 였지만, 실제로는 속도보다 트랜지스터에 적용하는 것이 더 정확합니다.

이제 가장 작은 장치에서 사용할 수있는 컴퓨팅 성능은 10 년 전에 달성 할 수있는 것과 비교할 때 다소 현저합니다.

5 년 정도를 되돌아 보면 당시 최고의 PC는 현재 PC와 비교할 때 구식으로 간주됩니다.

칩 연구의 발전이 개선됨에 따라 칩 제조업체가 매년 칩 의 트랜지스터 수를 크게 늘릴 수 있기 때문에 가능합니다.

Moore의 법칙의 확장은 집적 회로의 트랜지스터가 더 효율적으로됨에 따라 컴퓨터, 컴퓨터 기반 구성 요소 및 컴퓨팅 성능이 시간이 지남에 따라 점점 작아지고 더 빨라진다는 것입니다.

트랜지스터 는 마이크로 칩, 프로세서 및 소형 전기 회로에 통합 된 간단한 전자식 온-오프 스위치입니다. 전기 신호를 더 빨리 처리할수록 컴퓨터는 더 효율적이됩니다.

이 고성능 컴퓨터의 비용도 시간이 지남에 따라 일반적으로 연간 약 30 % 감소했습니다. 하드웨어 설계자가 더 나은 집적 회로로 컴퓨터의 성능을 향상 시키면 제조업체는 특정 프로세스를 자동화 할 수있는 더 나은 기계를 만들 수있었습니다. 하드웨어가 낮은 인건비를 창출함에 따라이 자동화는 소비자를위한 저렴한 제품 을 만들었습니다.

오늘날 사회에서 무어의 법칙

무어의 법칙 50 년 후, 현대 사회는이 법에 의해 수십 가지의 이익이 노출되는 것을 보게됩니다. 스마트 폰 및 데스크탑 컴퓨터와 같은 모바일 장치는 매우 작은 프로세서 가 없으면 작동하지 않습니다. 작고 빠른 컴퓨터는 교통, 의료, 교육 및 에너지 생산을 향상시킵니다. 하이테크 사회의 거의 모든 측면은 무어의 법 (Moore 's Law) 개념에서 실제로 혜택을받습니다.

오늘날 모든 소비자 프로세서는 산소 다음으로 지각에서 두 번째로 풍부한 원소 인 실리콘 으로 만들어졌습니다. 그러나 실리콘은 완벽한 도체가 아니며 전자의 이동성에 대한 한계는 실리콘 트랜지스터를 얼마나 두껍게 포장 할 수 있는지에 대한 어려운 한계를 만듭니다.

그러나 전력 소비 는 큰 문제 일뿐만 아니라 양자 터널 (quantum tunnel)이라고하는 효과로 인해 전자를 특정 두께 임계 값 이상으로 유지하는 데 문제가 발생할 수 있습니다.

실리콘 트랜지스터는 현재 14 나노 미터에 도달하고 있으며, 일부 10 나노 미터 칩 디자인이 곧 시장에 출시 될 것이지만, 오랫동안 무어의 법칙을 준수하기 위해서는 기업들이 차세대 컴퓨터의 기초가 될 새롭고 더 나은 재료를 만듭니다.

미래의 무어의 법칙

나노 기술 덕분에 일부 트랜지스터는 바이러스보다 작습니다. 이 미세 구조에는 회로를 따라 전기를 더 빨리 이동시키는 데 도움이되는 완벽하게 정렬 된 실리콘 및 탄소 분자가 포함되어 있습니다.

결국, 트랜지스터의 온도는 더 작은 회로 를 만드는 것을 불가능하게한다. 왜냐하면 트랜지스터를 냉각시키는 것은 트랜지스터를 통과하는 것보다 더 많은 에너지를 필요로하기 때문이다. 전문가들은 컴퓨터가 향후 몇 년 안에 무어의 법칙의 물리적 한계에 도달해야한다고 밝혔다. 이런 일이 발생하면 컴퓨터 과학자들은 컴퓨터를 만드는 완전히 새로운 방법을 조사해야 할 것입니다.

응용 프로그램과 소프트웨어는 물리적 프로세스가 아니라 향후 컴퓨터의 속도와 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 클라우드 기술, 무선 통신, 사물 인터넷 및 양자 물리학 역시 정보 기술 혁신에서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

회로의 수를 두 배로 늘리는 과정이 느려지고 트랜지스터가 원자의 크기에 가까워 질수록 집적 회로는 훨씬 작아 질 수 없습니다.

미래의 어느 시점에서 소프트웨어 나 하드웨어의 발전으로 무어의 법칙에 대한 꿈이 생길 수 있습니다. 그러나 컴퓨터 산업은 몇 년 안에 발전 할 다른 코스로 전환 할 준비가되어있는 것으로 보입니다.

무어의 법칙의 진행

무어의 법칙에 따르면 2 년마다 기술 생산이 급격히 증가함에 따라 기술자와 사용자 모두의 마음에 드는 기간이 단축되었습니다.

존재하는 한계는 일단 일단 트랜지스터가 원자 입자만큼 작게 만들어 질 수 있다면, CPU 시장이 속도면에서 더 이상 성장할 여지가 없다는 것입니다.

Moore는이 회로의 총 구성 요소 수가 매년 약 두 배가 되었기 때문에이 매년 중복을 다음 10 년으로 추정하여 1975 개의 미세 회로가 칩당 65, 000 개의 구성 요소를 포함 할 것으로 추정했습니다.

1975 년 무어는 성장률이 둔화되면서 2 년의 기간을 수정했습니다. 그의 수정 된 법은 약간 비관적이었다. 1961 년 후 약 50 년 동안 트랜지스터 수는 약 18 개월마다 두 배가되었습니다. 그 결과 잡지는 무어의 법칙을 마치 뉴턴의 운동 법칙을 보장하는 기술 법인 것처럼 정기적으로 언급했습니다.

회로 복잡성에서 이러한 극적인 폭발을 가능하게 한 것은 수십 년에 걸쳐 트랜지스터의 크기가 줄어들었기 때문입니다.

마이크론 미만으로 측정되는 트랜지스터 특성은 1980 년대 DRAM (Dynamic Random Access Memory) 칩이 메가 바이트 스토리지 기능을 제공하기 시작했을 때 달성되었습니다.

21 세기 초, 이러한 기능은 0.1 마이크론 폭에 접근하여 기가 헤르츠 주파수에서 작동하는 기가 바이트 메모리 칩 및 마이크로 프로세서를 제조 할 수있었습니다. 무어의 법칙은 수십 나노 미터 3 차원 트랜지스터의 도입으로 21 세기 후반에도 계속되었다.

무어의 법칙의 마지막

무어의 법칙은 기하 급수적 인 성장을 제안하기 때문에 무기한으로 계속 될 가능성은 낮습니다. 대부분의 전문가들은 무어의 법칙이 20 년 더 지속될 것으로 기대합니다. 일부 연구에 따르면 2018 년에 물리적 한계에 도달 할 수있는 것으로 나타났습니다.

인텔 및 삼성과 같은 칩 거대 기업을 포함하는 ITRS (International Technology Roadmap for Semiconductors)의 최근 보고서에 따르면 트랜지스터는 2021 년까지 더 이상 축소 할 수없는 수준에 도달 할 수 있다고 회사는 주장했다. 그러면 더 이상 작게 만드는 것이 더 이상 경제적으로 불가능 해져 결국 무어의 법칙이 끝납니다.

이것은 비록 물리적으로 더 작아 질 수 있지만 이론 상으로는 ITRS가“경제적 최소”라고 부르는 것을 달성 할 수 있으며, 그렇게하면 비용이 엄청나게 상승 할 것입니다.

무어의 이론에 의문이 제기 된 것은 이번이 처음이 아닙니다. 작년 인텔 최고 경영자 브라이언 크 르자 니치 (Brian Krzanich)는 한 트랜지스터에서 다른 트랜지스터로 크기를 조정하는 데 2 ​​년에서 2 년 반이 걸린다고 발표했다. Krzanich는 인텔의 수입 요청에서이 문제에 의문을 제기하면서 제조 프로세스가 과거와 같은 속도로 진행되지 않았다고 밝혔다.

그러나 ITRS는 제조업체 가 주어진 공간에서 더 많은 스위치를 도입하는 혁신적인 방법을 찾고 있기 때문에 이것이 법의 개념의 끝을 의미하는 것은 아니라고 생각합니다. 예를 들어 32 층의 메모리를 서로 쌓아서 큰 저장 용량을 만드는 인텔의 3D NAND 기술을 예로 들어 보겠습니다.

최종 단어와 결론

지금까지 무어의 법칙은 계속해서 올바른 것으로 입증되었으며, 그 결과 PC에서 슈퍼 컴퓨터까지 디지털 시대의 대부분의 발전을 책임지고 있다고 오랫동안 알려져왔다. 반도체 산업에서 장기 계획 수립 을 안내하고 연구 개발 목표 를 설정합니다.

무어의 법칙은 물리적 인 법칙이 아니라 경제 법칙입니다. 그것은 각각의 새로운 칩 이 두 배나 많은 트랜지스터를 가질 것이며, 따라서 동일한 생산 비용으로 이전 세대의 용량을 계산할 것임을 나타냅니다.

이 간단한 경험 법칙은 반세기 이상 동안 기술 혁명의 모든 발전을 가속화했으며 오늘날의 기술의 한계를 계속 정의하여 인공 지능 및 자율 주행 차와 같은 개념을 취하여 실현할 수 있도록합니다.

이 법은 세계 최대 산업 중 하나의 미래를 예측할 수있는 법을 좋아하는 사람들이 있기 때문에 명성을 얻었지만이 원칙의 물리적 기반은 많은 사람들과는 약간 다르고 덜 신뢰할 수 있음을 의미합니다. 믿어

이러한 칩을 만드는 데있어 물리적 인 한계로 인해이 숫자를 5 년 이상으로 쉽게 되돌려 서 무어의 법칙을 영원히 무효화 할 수 있습니다.

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