Мур не читал Перельмана, а корректируя свой первый закон, забыл о втором

Случилось почти невероятное, сам Гордон Мур признал, что закон его имени нуждается в коррекции, а именно: теперь период удвоения числа транзисторов на единицу площади увеличивается с двух лет до четырех. А ведь чуть менее года назад президент корпорации Intel Крейг Барретт, будучи в Москве, вообще отрицал такую возможность. Хотя уже тогда подобная уверенность показалась странной, любому непредвзятому наблюдателю ясно, что развитие материальной системы по экспоненциальному закону рано или поздно дойдет до естественных ограничений. Вопрос только в том, когда и каких. Жаль, что серия занимательных книг Якова Исидоровича Перельмана не дошла до Америки, в одной из них закон Мура изложен в форме индийской легенды об изобретателе шахмат и радже. Соблазнившись показавшейся ему малой ценой, предложенной за игру, раджа принял условия хитреца и согласился платить ему за первую клетку одно зернышко, за вторую — два, потом 4, 8 и т.д. Слишком поздно жадный раджа понял, что урожая Индии, да и всего мира не хватит, чтобы расплатиться...

История закона Мура по сравнению с этой сказкой интереснее и сложнее, но конец, кажется, похож. Она началась в 1965 году, когда директор по исследованиям и разработкам компании Fairchild Semiconductor Гордон Мур опубликовал статью, в ней он описал обнаруженную им закономерность, позже названную законом, которому присвоили его имя. В 80-е годы период удвоения плотности сократился до 18 месяцев. В последние годы часто стали говорить о негативной стороне закона Мура и даже о конце периода его действия. Тем, кто хочет прочитать наиболее эмоциональный материал на эту тему, могу рекомендовать статью Forget Moore?s Law из закрытого по непонятным причинам вскоре после публикации журнала Red Herring (www.redherring.com). К счастью, страницы Web, как рукописи, не горят, статья доступна до сих пор.

Обычно в качестве аргументов, объясняющих причину грядущего конца закона Мура, апеллируют к ряду физических ограничений.

  • Техника литографии. Последовательно переходя от фотолитографии к ультрафиолетовой, потом к рентгеновской, а в отдаленной перспективе к электронной, теоретически можно довести разрешение до 10 нанометров. А дальше все, технология CMOS выйти за этот предел не может.
  • Планарность. Известно, что печатные платы давным-давно многослойные, можно ли кристаллы также сделать трехмерными? Нет, нельзя, из-за проблемы теплоотвода.
  • Низкое сопротивление изоляторов. Переход на медь решил вопрос проводимости, но изолирующие свойства остались теми же и пока улучшений не видно.

Такие аргументы не убеждают. Жизнь показывает, с техническими препятствиями можно справиться, однако есть иные действительно непреодолимые барьеры. И, как это ни покажется странным, существование такого барьера следует из другого закона того же Гордона Мура. Второй закон Мура известен меньше, но действует столь же исправно, как и первый. Он гласит, что примерно с такой же скоростью, как плотность, растет стоимость фабрик по производству полупроводников. Этот закон опубликован в труде 21st Century Semiconductor Manufacturing Capabilities, автором которого является исследователь из компании Intel Эжен Мейеран.

Вот лишь одно сравнение, почерпнутое из него: оказывается, с 1975 до 2003 года плотность транзисторов на подложке возросла в 100 раз, а стоимость фабрик — в 50.

Так что слова Гордона Мура (см. Computerworld Россия № 32 от 2 сентября 2003 года) о том, что при должном финансировании инженеры могут сделать все, вызывают сомнение. Финансирование не может быть бесконечным, раджа понял это довольно давно...


Проверим прогнозы

Вот как виделись перспективы в 1999 году, когда корректировать закон Мура еще не собирались. Очевидно отставание прогнозов от жизни по проектным нормам, но опережение по частоте

 Проектные нормыТактовая частота
2001100 нм1454 МГц
200285-90 нм1600 МГц
200380 нм1724 МГц
200470 нм1857 МГц
200565 нм2000 МГц
200845 нм2500 МГц
201130-32 нм3000 МГц
201420-22 нм3600 МГц

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями