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Moore's Law 傳奇不再?

2015/7/20 — 14:45

CPU ( 圖: Jaroslaw W / Flickr )

CPU ( 圖: Jaroslaw W / Flickr )

Intel 一直將 Moore's Law 當作教條供奉。例如你手上的智能電話、能夠計算天氣系統的超級電腦和飛越冥王星新視野號的 Play Station 處理器,都是 Moore's Law 預測下的成果。

甚麼是 Moore's Law ?

Moore's Law 是業界 50 年來的金科玉律,由 Intel 創辦人 Gordon E. Moore 提出,他預測每兩年集成電路(晶片)收納的電晶體會增加一倍。電晶體主要以半導體製造,透過控制電子開關代表兩種不同符號:1 和 0 並組成不同的電腦指令,例如 01000001 就能代表英文字母 A  (ASCII) 。越多電晶體等於可以處理越多的數據,體積也可以越做越小。

業界在過去一直如 Moore's Law 預測般發展晶片:電晶體的體積由最初的 1.27 cm,發展至最新的 14 nm(人體 DNA 只是 2.5 nm );而晶片內的電晶體數量亦由最初 的 2,300 個增加至 2015 年的至少 13 億個。

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不過, Intel 宣佈將原定於 2016 發布的 10nm 晶片延遲至 2017 年推出,而 IBM 的 7 nm 晶片亦可能要 7-10 年才可投產。不禁令外界質疑 Moore's Law 可行性。

其實 Moore's Law 已經不是首次受到挑戰,第一次改變是由 Gordon 在 1975 年主動提出,將原本一年增加一倍電晶體變成現在的兩年一倍。而 Moore's Law 能維持這麼久, Gordan 亦非常驚訝——他原先估計定律只能有效十年。 

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死因?

Moore's Law 死因來自技術和經濟成本等限制。就以技術而言,當晶片做得更細小,就越難控制電子。除此之外,由於電晶體的原理是需要至少 240 mV 推動。另一個問題來自「成本」,研發更小的晶片成本超出收入,限制了將來發展空間。

在種種限制下,未來電腦可能不會再向二進制運算發展——量子電腦將取而代之。屆時電腦將不再以二進制運算,而是可以同時處理多種狀態的運算能力,令處理速度更加快和強大。也同時意味著 Moore's Law 之死即將降臨。其實與其說 Moore's Law 是一條定律,不如說是一個業界的追求進步的標準,一種「自我實現預言」的典範吧。

相關報導:
Wall Street Journal, Moore’s Law Is Showing Its Age

文/eh

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