Зако́н Му́ра (англ. Moore's law) — эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром, согласно которому (в современной формулировке) количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца. Часто цитируемый интервал в 18 месяцев связан с прогнозом Давида Хауса из Intel, по мнению которого, производительность процессоров должна удваиваться каждые 18 месяцев из-за сочетания роста количества транзисторов и увеличения тактовых частот процессоров[1].
Рост числа транзисторов[англ.] на кристалле микропроцессора показан на графике. Точки соответствуют наблюдаемым данным, а прямая — периоду удвоения в 24 месяца.
История
правитьВ 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы) один из основателей Intel Гордон Мур в процессе подготовки выступления нашел закономерность: появление новых моделей микросхем наблюдалось спустя примерно год после предшественников, при этом количество транзисторов в них возрастало каждый раз приблизительно вдвое. Он предсказал, что к 1975 году количество элементов в микросхеме вырастет до 216 (65536) с 26 (64) в 1965 году[1]. Мур пришел к выводу, что при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально.[источник не указан 2669 дней] Это наблюдение получило название — закон Мура.
В 1975 году Гордон Мур внёс в свой закон коррективы, согласно которым удвоение числа транзисторов будет происходить каждые два года (24 месяца)[2][1].
По поводу эффектов, обусловленных законом Мура, в журнале «В мире науки» было приведено такое сравнение:
«Если бы за последние 25 лет авиационная промышленность развивалась столь же стремительно, как вычислительная техника, то Boeing 767 можно было бы приобрести сегодня за 500 долл. и облететь на нем земной шар за 20 мин, израсходовав при этом 19 литров горючего. При этой аналогии, хотя и не совсем точной, можно судить о темпах снижения стоимости и энерогопотребления и роста быстродействия вычислительных машин».
В 2003 году Мур опубликовал работу «No Exponential is Forever: But „Forever“ Can Be Delayed!», в которой признал, что экспоненциальный рост физических величин в течение длительного времени невозможен, и постоянно достигаются те или иные пределы. Лишь эволюция транзисторов и технологий их изготовления позволяла продлить действие закона ещё на несколько поколений[4].
В 2007 году Мур заявил, что закон, очевидно, скоро перестанет действовать из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света[5].
Второй закон Мура
правитьСуществует масса схожих утверждений, которые характеризуют процессы экспоненциального роста, также именуемых «законами Мура». К примеру, менее известный «второй закон Мура[англ.]»[6], введённый в 1998 году Юджином Мейераном, который гласит, что стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Так, стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла $4 млн, а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микрометровой технологии с 5,5 млн транзисторов обошлось в $2 млрд. Стоимость же Fab32, завода по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса, составила $3 млрд[7].
Следствия и ограничения
правитьПараллелизм и закон Мура
правитьВ последнее время, чтобы получить возможность задействовать на практике ту дополнительную вычислительную мощность, которую предсказывает закон Мура, стало необходимо задействовать параллельные вычисления. На протяжении многих лет производители процессоров постоянно увеличивали тактовую частоту и параллелизм на уровне инструкций, так что на новых процессорах старые однопоточные приложения исполнялись быстрее без каких-либо изменений в программном коде[8].
Примерно с середины 2000-х годов производители процессоров предпочитают, по разным причинам, многоядерные архитектуры, и для получения всей выгоды от возросшей производительности ЦП программы должны переписываться в соответствующей манере. Однако не каждый алгоритм поддается распараллеливанию, определяя, таким образом, фундаментальный предел эффективности решения вычислительной задачи согласно закону Амдала.
Литература
править- More Moore. IEEE, 2016. Прогноз до 2030 года. (англ.)
Ссылки
править- А. Скоробов. «Закон Мура» // Сайт математико-механического факультета УрГУ, 2005
- Закон Мура Воплощается в жизнь благодаря инновациям Intel
- Сергей Шашлов. Закону Мура — 40 лет! // IXBT, 20 апреля 2005
- PRESS KIT — Moore’s Law 40th Anniversary // Intel, 2005 (англ.)
- Конец закона Мура — что придет на смену кремниевым чипам? // CNews, 25 сентября 2022
Примечания
править- ↑ 1 2 3 Exponential Laws of Computing Growth | Communications of the ACM, January 2017 / Архивная копия от 23 августа 2017 на Wayback Machine
- ↑ Moore’s law really is dead this time Архивная копия от 20 июля 2017 на Wayback Machine Ars Technica
- ↑ Так же упоминается в книге: Майоров С. А., Кириллов В. В., Приблуда А. А. Введение в микроЭВМ. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. — С. 121. — с ил., 304 с. — 120 000 экз. — ISBN 5-217-00180-1.
- ↑ Moore, Gordon E. No Exponential is Forever: But “Forever” Can Be Delayed! (англ.). International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2003 / SESSION 1 / PLENARY / 1.1 (2003). Дата обращения: 3 января 2015. Архивировано 4 января 2015 года.
- ↑ 10 лет до 10нм: закон Мура все ещё работает… Архивная копия от 12 апреля 2009 на Wayback Machine // PCNews, 12.07.2008; Intel confident for 10nm and beyond Архивная копия от 4 января 2015 на Wayback Machine 07/07/2008
- ↑ Родоначальник // Компьютерра-онлайн: «Мур в 1965 вывел не один закон, а два. И как раз второй закон Мура является более серьёзным ограничением для первого.» / Архивная копия от 13 июня 2018 на Wayback Machine
- ↑ Корпорация Intel ввела в строй первый завод для крупносерийного производства микропроцессоров на базе 45-нм производственного процесса // Intel.com / Архивная копия от 21 августа 2008 на Wayback Machine
- ↑ Herb Sutter, Free Lunch Is Over: A Fundamental Turn Toward Concurrency in Software // Dr. Dobb’s Journal № 30(3), March 2005 / Архивная копия от 1 марта 2021 на Wayback Machine