Apa hukum moore dan untuk apa itu?

Hukum Moore mengacu pada pengamatan yang dilakukan oleh salah satu pendiri Intel Gordon Moore pada tahun 1965, di mana ia menemukan bahwa jumlah transistor per inci persegi dalam sirkuit terintegrasi telah berlipat ganda dari tahun ke tahun sejak penemuannya.

Hukum Moore memprediksi bahwa tren ini akan tetap utuh untuk tahun-tahun mendatang. Meskipun laju telah menurun, jumlah transistor per inci persegi meningkat dua kali lipat setiap tahun setengah. Ini digunakan sebagai definisi terbaru Hukum Moore.

Indeks isi

Versi sederhana undang-undang ini menyatakan bahwa kecepatan prosesor atau daya komputasi keseluruhan untuk komputer akan berlipat ganda setiap dua tahun. Pemeriksaan cepat antara teknisi dari perusahaan komputer yang berbeda menunjukkan bahwa istilah tersebut tidak terlalu populer, tetapi aturannya masih diterima.

Jika kami memeriksa kecepatan prosesor dari 1970 hingga 2018 dan kemudian lagi pada 2019, kami mungkin berpikir bahwa hukum telah mencapai batasnya atau sedang mendekati. Pada tahun 1970-an, kecepatan prosesor berkisar dari 740 KHz hingga 8 MHz. Namun, hukum sebenarnya lebih akurat untuk diterapkan pada transistor daripada kecepatan.

Jumlah daya komputasi yang sekarang dapat kita gunakan pada perangkat terkecil agak luar biasa dibandingkan dengan apa yang bisa dicapai, katakanlah, satu dekade lalu.

Melihat ke belakang, bahkan sekitar lima tahun, sebuah PC yang terbaik pada saat itu akan dianggap ketinggalan jaman jika dibandingkan dengan PC saat ini.

Ini dimungkinkan hanya karena produsen chip dapat meningkatkan jumlah transistor pada sebuah chip secara signifikan setiap tahun, karena kemajuan dalam penelitian chip meningkat.

Perpanjangan Hukum Moore adalah bahwa komputer, komponen yang didukung komputer, dan daya komputasi menjadi lebih kecil dan lebih cepat dari waktu ke waktu, karena transistor dalam sirkuit terintegrasi menjadi lebih efisien.

Transistor adalah saklar on-off elektronik sederhana yang diintegrasikan ke dalam microchip, prosesor, dan sirkuit listrik kecil. Semakin cepat mereka memproses sinyal listrik, semakin efisien suatu komputer.

Biaya dari komputer bertenaga tinggi ini juga menurun dari waktu ke waktu, umumnya sekitar 30 persen setahun. Ketika perancang perangkat keras meningkatkan kinerja komputer dengan sirkuit terintegrasi yang lebih baik, produsen dapat menciptakan mesin yang lebih baik yang dapat mengotomatisasi proses tertentu. Otomatisasi ini menciptakan produk dengan harga lebih rendah bagi konsumen, karena perangkat keras menciptakan biaya tenaga kerja yang lebih rendah.

Hukum Moore dalam masyarakat saat ini

Lima puluh tahun setelah Hukum Moore, masyarakat kontemporer melihat banyak manfaat yang diekspos oleh hukum ini. Perangkat seluler, seperti ponsel cerdas dan komputer desktop, tidak akan berfungsi tanpa prosesor yang sangat kecil. Komputer yang lebih kecil dan lebih cepat meningkatkan transportasi, perawatan kesehatan, pendidikan, dan produksi energi. Hampir setiap segi masyarakat teknologi tinggi diuntungkan dari konsep Hukum Moore yang dipraktikkan.

Saat ini, semua prosesor konsumen terbuat dari silikon, elemen paling melimpah kedua di kerak bumi, setelah oksigen. Tetapi silikon bukanlah konduktor yang sempurna, dan batas mobilitas elektron yang dibawanya menempatkan batas keras pada seberapa tebal Anda dapat mengemas transistor silikon.

Tetapi tidak hanya konsumsi daya masalah besar, tetapi juga efek yang disebut terowongan kuantum dapat menyebabkan masalah menjaga elektron yang terkandung di luar batas ketebalan tertentu.

Transistor silikon saat ini mencapai 14 nanometer, dan sementara beberapa desain chip 10-nanometer akan segera beredar di pasaran, telah disimpulkan bahwa untuk mematuhi Hukum Moore untuk jangka waktu yang lama, perusahaan harus membuat materi yang lebih baru dan lebih baik untuk menjadi dasar komputer generasi selanjutnya.

Hukum Moore di masa depan

Berkat teknologi nano, beberapa transistor lebih kecil dari virus. Struktur mikroskopis ini mengandung molekul silikon dan karbon yang selaras sempurna yang membantu menggerakkan listrik di sepanjang sirkuit dengan lebih cepat.

Akhirnya, suhu transistor tidak memungkinkan untuk membuat sirkuit yang lebih kecil, karena pendinginan transistor memerlukan lebih banyak energi daripada apa yang melewati transistor. Para ahli menunjukkan bahwa komputer harus mencapai batas fisik Hukum Moore dalam beberapa tahun mendatang. Ketika itu terjadi, para ilmuwan komputer harus memeriksa cara-cara yang sama sekali baru untuk membuat komputer.

Aplikasi dan perangkat lunak dapat meningkatkan kecepatan dan efisiensi komputer di masa depan, daripada proses fisik. Teknologi cloud, komunikasi nirkabel, Internet of Things, dan fisika kuantum juga dapat memainkan peran penting dalam inovasi teknologi informasi.

Kemajuan menggandakan jumlah sirkuit telah melambat, dan sirkuit terpadu tidak bisa jauh lebih kecil karena transistor semakin mendekati ukuran atom.

Di beberapa titik di masa depan, kemajuan dalam perangkat lunak atau perangkat keras dapat menjaga impian Hukum Moore tetap hidup. Namun, industri komputer tampaknya siap untuk beralih ke program lain yang akan maju dalam beberapa tahun.

Kemajuan Hukum Moore

Meskipun Hukum Moore telah mengatakannya setiap dua tahun, peningkatan cepat dalam produksi teknologi ini telah memperpendek periode di benak para teknisi dan pengguna.

Keterbatasan yang ada adalah bahwa sekali transistor dapat dibuat sekecil partikel atom, maka tidak akan ada lagi ruang untuk pertumbuhan di pasar CPU dalam hal kecepatan.

Moore mencatat bahwa jumlah total komponen dalam sirkuit ini kira-kira dua kali lipat setiap tahun, jadi dia memperkirakan duplikasi tahunan ini pada dekade berikutnya, memperkirakan bahwa sirkuit mikro 1975 akan berisi 65.000 komponen per chip yang mengejutkan.

Pada tahun 1975, ketika tingkat pertumbuhan mulai melambat, Moore merevisi kerangka waktunya dua tahun. Revisi hukumnya sedikit pesimistis; Sekitar 50 tahun setelah 1961, jumlah transistor berlipat dua kira-kira setiap 18 bulan. Selanjutnya, majalah secara teratur menyebut Hukum Moore seolah-olah itu adalah hukum teknologi dengan keamanan hukum gerak Newton.

Apa yang memungkinkan ledakan dramatis dalam kompleksitas sirkuit ini adalah ukuran transistor yang menyusut selama beberapa dekade.

Karakteristik transistor yang berukuran kurang dari satu mikron dicapai selama tahun 1980-an, ketika chip dynamic random access memory (DRAM) mulai menawarkan kemampuan penyimpanan megabyte.

Pada awal abad ke-21, fitur-fitur ini mendekati lebar 0, 1 mikron, memungkinkan pembuatan chip memori gigabyte dan mikroprosesor yang beroperasi pada frekuensi gigahertz. Hukum Moore berlanjut pada dekade kedua abad ke-21 dengan diperkenalkannya transistor tiga dimensi puluhan nanometer.

Akhir Hukum Moore

Karena Hukum Moore menunjukkan pertumbuhan eksponensial, tidak mungkin untuk terus tanpa batas. Kebanyakan ahli berharap Hukum Moore akan bertahan dua dekade lagi. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa keterbatasan fisik dapat dicapai pada 2018.

Menurut laporan baru-baru ini dari International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS), yang mencakup raksasa chip seperti Intel dan Samsung itu sendiri, transistor dapat mencapai titik di mana mereka tidak dapat dikurangi lebih lanjut pada tahun 2021. Perusahaan-perusahaan menuduh bahwa, untuk kemudian, tidak lagi layak secara ekonomi untuk membuatnya lebih kecil, akhirnya mengakhiri Hukum Moore.

Ini berarti bahwa meskipun secara fisik mereka dapat menjadi lebih kecil, secara teori mereka akan mencapai apa yang ITRS sebut sebagai "minimum ekonomi", yang berarti bahwa melakukan hal itu hanya akan membuat biaya menjadi penghalang.

Ini bukan pertama kalinya teori Moore dipertanyakan. Tahun lalu, Kepala Eksekutif Intel Brian Krzanich mengumumkan bahwa mengubah ukuran dari satu transistor ke transistor lain membutuhkan waktu dua hingga dua setengah tahun. Krzanich mempertanyakan hal ini selama panggilan pendapatan dari Intel, mengatakan bahwa proses manufaktur belum berkembang pada tingkat yang sama seperti di masa lalu.

Namun, ITRS percaya bahwa ini tidak berarti akhir dari konsep di balik Undang-Undang, karena produsen menemukan cara yang semakin inovatif untuk memperkenalkan lebih banyak sakelar di ruang tertentu. Ambil contoh teknologi 3D NAND Intel, yang melibatkan penumpukan 32 lapisan memori satu sama lain untuk menciptakan kapasitas penyimpanan yang besar.

Kata dan kesimpulan akhir

Sampai sekarang, Hukum Moore telah terbukti benar, berulang-ulang, dan sebagai hasilnya telah lama dikatakan bertanggung jawab atas sebagian besar kemajuan di era digital, dari PC ke superkomputer, karena Gunakan dalam industri semikonduktor untuk memandu perencanaan jangka panjang dan menetapkan tujuan untuk penelitian dan pengembangan.

Hukum Moore adalah hukum ekonomi, bukan hukum fisik. Ini menunjukkan bahwa setiap chip baru akan memiliki transistor dua kali lebih banyak dan karenanya akan menghitung kapasitas generasi sebelumnya untuk biaya produksi yang sama.

Aturan praktis yang sederhana ini telah memicu semua kemajuan dalam revolusi teknologi selama lebih dari setengah abad dan terus mendefinisikan batas teknologi yang semakin melebar dewasa ini, memungkinkan kita untuk mengambil konsep seperti kecerdasan buatan dan kendaraan otonom - dan mewujudkannya.

Undang-undang ini mendapatkan ketenaran karena orang menyukai undang-undang yang memungkinkan mereka untuk memprediksi masa depan salah satu industri terbesar di dunia, tetapi dasar fisik dari prinsip ini berarti sedikit berbeda, dan kurang dapat diandalkan, daripada banyak orang percaya

Keterbatasan fisik dalam pembuatan chip ini dapat dengan mudah mendorong angka itu kembali ke lima tahun atau lebih, secara efektif membatalkan Hukum Moore selamanya.

Sumber Gambar Wikimedia Commons