定律作為解鎖宇宙奧秘的鑰匙,被眾多的實(shí)踐和實(shí)事所證明,可反映出事物在一定條件下發(fā)展變化的客觀規(guī)律。定律作為一種理論的模型,用以描述在特定情況和特定尺度下的現(xiàn)實(shí)世界,但也會(huì)隨著時(shí)間的推移或者條件的改變,而有可能失效或者變得不準(zhǔn)確。
英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)
作為計(jì)算機(jī)第一定律的摩爾定律(Moore’s Law),于1965年,由英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾(Gordon Moore)提出,當(dāng)時(shí)他正在準(zhǔn)備一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)的報(bào)告,在整理觀察資料時(shí),發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì)——每個(gè)新芯片大體上包含了其前任兩倍的容量,每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的18-24個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)。如果這個(gè)趨勢(shì)一直繼續(xù)下去的話,計(jì)算能力相對(duì)于時(shí)間周期將呈指數(shù)式的上升。
摩爾當(dāng)時(shí)所研究的資料,就是現(xiàn)在所謂的摩爾定律,到底什么才是真正的“摩爾定律”呢?歸納起來(lái)主要分成三個(gè)版本:
一、集成電腦芯片上所集成的電路的數(shù)目,每隔18個(gè)月將會(huì)翻一番。
二、微處理器的性能每隔18個(gè)月將會(huì)提高一倍,而價(jià)格將會(huì)下降一倍。
三、利用一美金所能買(mǎi)到的電腦性能,每隔18個(gè)月將會(huì)翻兩番。
以上的這三種說(shuō)法中,第一種說(shuō)法最為普遍,第二、三個(gè)說(shuō)法涉及到價(jià)格因素,從實(shí)質(zhì)上看是一樣的,三種說(shuō)法擁有一個(gè)共同點(diǎn),即“翻番”的周期都為18個(gè)月。
摩爾定律在之前的50年,一直被遵守著,也一直被質(zhì)疑著,有人說(shuō)摩爾定律會(huì)一直存在,未來(lái)不會(huì)有更準(zhǔn)確的定律來(lái)替代它,也有人說(shuō)摩爾定律已死,摩爾定律將會(huì)失效,英特爾科技和制造集團(tuán)副總裁邁克·梅佰里(Mike Mayberry)曾不止一次聽(tīng)到相同的世界末日預(yù)言,甚至聽(tīng)到過(guò)同事也這樣說(shuō)。但是,由于大量像梅佰里這樣的材料科學(xué)家不斷找到使硅晶體管小型化的新途徑和其他替代材料——例如石墨烯,所以摩爾定律仍然在起作用。
摩爾定律雖然未死,但顯然已經(jīng)來(lái)到了晚年,在尚未出現(xiàn)可取代的定律之前,摩爾定律將依舊會(huì)被大家一直所提起。從“語(yǔ)氣”中不難看出,摩爾定律的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人們的預(yù)期,研究人員的努力使得計(jì)算機(jī)尺寸越來(lái)越小,功能越來(lái)越強(qiáng)大。英特爾科技和制造集團(tuán)副總裁邁克·梅佰里(Mike Mayberry)說(shuō),“如果只使用一成不變的技術(shù),一般來(lái)說(shuō)肯定會(huì)遭遇極限。事實(shí)上,在過(guò)去的50年中,我們每5或7年就會(huì)對(duì)技術(shù)進(jìn)行大幅改動(dòng),因此芯片的處理能力是沒(méi)有上限的。”
通過(guò)60年的演變,摩爾定律逐步演化變?yōu)榱四柕诙珊托履柖桑?/p>
摩爾第二定律:摩爾定律提出30年來(lái),集成電路芯片的性能的確得到了大幅度的提高;但另一方面,英特爾高層人士開(kāi)始注意到芯片生產(chǎn)廠的成本也在相應(yīng)提高。1995年,英特爾董事會(huì)主席羅伯特·諾伊斯預(yù)見(jiàn)到摩爾定律將受到經(jīng)濟(jì)因素的制約。同年,摩爾在《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志上撰文寫(xiě)道:“現(xiàn)在令我感到最為擔(dān)心的是成本的增加,這是另一條指數(shù)曲線。”,他的這一說(shuō)法被人稱(chēng)為摩爾第二定律。
新摩爾定律:中國(guó)IT專(zhuān)業(yè)媒體上出現(xiàn)了“新摩爾定律”的提法,指的是中國(guó)Internet聯(lián)網(wǎng)主機(jī)數(shù)和上網(wǎng)用戶人數(shù)的遞增速度,大約每半年就翻一番。而且專(zhuān)家們預(yù)言,這一趨勢(shì)在未來(lái)若干年內(nèi)仍將保持下去。
那么摩爾定律會(huì)失效嗎?摩爾在2007年接受采訪時(shí)作出了肯定回答,“任何高速增長(zhǎng)的物理量都會(huì)有上限,過(guò)去,芯片產(chǎn)業(yè)已經(jīng)克服了許多困難,但我認(rèn)為,在未來(lái)10年或15年,芯片開(kāi)發(fā)將遭遇上限。”雖然話是這么說(shuō),但是如果芯片制造廠商在接下來(lái)的發(fā)展中可以克服這些困難,那么摩爾定律將會(huì)是一個(gè)永恒的定律,亦或者其延伸出的定律將會(huì)繼續(xù)走下去。
摩爾定律已“運(yùn)行”了50年,這一定律是否將會(huì)被打破,目前誰(shuí)也不敢做出準(zhǔn)確的判斷,或許有一天它將不再能定律芯片處理器的發(fā)展規(guī)律,或許有一天將不會(huì)有人在公開(kāi)場(chǎng)合中再提到摩爾定律,但是摩爾定律將會(huì)成為一個(gè)時(shí)代的代名詞,被行業(yè)所銘記。