这篇文章的作者是乔纳森·鲍温（乔恩）来自纽卡斯尔大学和大卫·H·贝利来自加州大学戴维斯分校。 它最初发布于对话。
已经过去50年了戈登·摩尔微处理器公司英特尔的创始人之一给我们带来了摩尔定律。 这意味着计算机芯片的复杂性大约每两年就会增加一倍。 现在，英特尔现任首席执行官布莱恩·科再奇 (Brian Krzanich) 正在谈论摩尔定律的时代可能即将结束随着新创新之间的时间间隔似乎在拉长：“最近两次技术转型表明，我们今天的节奏比两年更接近两年半。”
那么这就是摩尔定律的终结吗？
摩尔定律的根源在于文章经过摩尔写于 1965 年，他在文中观察到组件开发的复杂性每年都在翻倍。 后来修改为：“芯片中包含的晶体管数量大约每 24 个月就会增加一倍。”
这一比率再次被修改为在大约 18 个月内翻了一番。
在 24 个月的幌子下，摩尔定律已经持续了 50 年，整体进步了大约 2 倍31，或20亿。 这意味着今天的内存芯片存储的数据量是 1965 年的约 20 亿倍。或者，更笼统地说，今天的计算机硬件在相同成本下的功能大约是 20 亿倍。
摩尔定律很难理解。 想象一下，从 1965 年到 2015 年，航空技术不断进步，几乎可以以光速（10.8 亿公里/小时或 6.7 亿英里/小时）飞行，但容量却足以容纳全世界的人口。 或者想象一架喷气式客机的成本从 1 亿美元降至 1 美元。 然而，即使是这些类比也远远低于 20 亿倍。
摩尔最初对他的同名“定律”感到尴尬。 部分原因是它根本不是物理定律意义上的定律，而仅仅是一种观察。 但在40周年，英特尔很高兴庆祝这一点，摩尔也很高兴地注意到它似乎仍然是准确的。
末日已近？
然而几个月前，摩尔观察到的：“最初的预测是 10 年，我认为这是一个延伸 […] 类似的事情持续 50 年的事实确实令人惊奇。 […] 但总有一天它必须停止。没有像这样的指数永远持续下去。”
还有许多其他预测认为摩尔定律即将结束。
1999年，物理学家、畅销书作家加来道雄宣布“第一点障碍”（指芯片尺寸为 0.1 微米或 100 纳米）很快就会阻碍进展。 然而，半导体行业却像喷气式客机穿过一缕缕云一样，穿越了0.1微米的水平。 目前正在生产的器件的特征尺寸小至 10 或 14 纳米，并且IBM 刚刚宣布具有7纳米特性的芯片。
相比之下，DNA 螺旋链的直径为 2.5 纳米，因此商业半导体技术现在正在进入分子和原子领域。
速度障碍
但并非所有都是玫瑰。 通过一项衡量标准 - 处理器的时钟速度- 摩尔定律已经停滞不前。 当今最先进的生产微处理器通常具有 3 GHz 时钟频率，与五或十年前的 2 GHz 时钟频率相比，这并不是一个很大的进步。
但业界只是增加了处理器“核心”和片上高速缓存的数量，以便总体性能继续跟踪或超过摩尔定律的预测。 要确保这一点保持相关性，存在很多很多软件挑战。
惠普实验室正在努力开发新的微电子方法。 它是纳米技术研究组开发了一种“交叉结构”，在这种设计中，一组宽度为几纳米的平行“线”与第二组“线”以直角交叉。 “电线”相交的地方形成一个电子开关，可以配置为逻辑或内存存储用途。
它还正在研究纳米级光子学（基于光的设备），它可以部署用于传统电子设备或新兴电子设备设备。
摩尔定律是给科学的礼物
摩尔定律给了我们很大的福气科学和数学研究。 现代实验室配备了高科技测量和分析设备，这些设备的功能一年比一年强大，价格也一年比一年便宜。
此外，广泛的现代科学、数学和工程都以科学超级计算机的形式受益于摩尔定律，这些计算机被用于超新星模拟、蛋白质折叠、产品设计以及微波背景辐射处理等多种应用。宇宙。
运行这些计算机的软件的发展与摩尔定律并驾齐驱。 例如，快速傅立叶变换广泛应用于科学计算的算法，以及(），两者都涉及大量计算，如果没有摩尔定律的进步，这是不可能实现的。 这两项算法进步大约出现在 50 年前，与摩尔定律首次被观察到的时间相同，这并非完全巧合。
摩尔定律还有多少？
英特尔首席执行官布莱恩·科再奇 (Brian Krzanich)该公司表示将“努力回到两年”进行创新，以使摩尔定律保持在正轨上。 如果摩尔定律确实再持续两到三十年，典型的手持设备的智力可能会远远超过人脑。 有些，比如作者詹姆斯·巴雷特，宣称人工智能计算机将是人类的“最终发明”，之后人类可能会变得无关紧要。
我们不赞同这种悲观主义。 相反，我们看到了一个充满希望的未来，科学知识等以指数速度增长。
时间会证明一切。 正如物理学家理查德·费曼 (Richard Feynman) 在 1959 年所写的那样，他提到了在微观层面上对自然进行更精细控制的潜力，但似乎仍然存在底部有足够的空间。
乔纳森·鲍温（乔恩）是数学系的获奖教授纽卡斯尔大学。大卫·H·贝利是博士学位； 劳伦斯伯克利实验室（退休）和研究员加州大学戴维斯分校。
