摩尔定律过时了吗?

似乎每过一年，就会有一些技术专家或记者做出这样的预测摩尔定律将会结束。如今微处理器上的组件都是纳米级的——这个级别是如此之小，以至于你用高倍光学显微镜都看不到单个的元素。在这个尺度下，物理学表现不同，量子力学开始取代经典物理学。事情变得很奇怪。

例如，量子隧道。想象一个电子不是一个有特定位置的粒子。相反，它是一种行为像波的粒子。电子位置的概率在波内变化。在某种程度上，波看起来像一个钟形曲线——狭窄的两端代表了电子可能(但不太可能)出现的区域。中间较宽的部分代表电子最有可能被发现的区域。

当这个波接近一个势垒时，例如两个导体之间的间隙，波的一端可能会重叠势垒并接触到另一个导体。这意味着电子有可能在间隙的另一边。如果势能存在，那就意味着有时电子在另一边。这就好像电子穿过了屏障。

在一个微处理器这就是我们所说的坏事。你可以把微处理器想象成电子通过的复杂道路系统。微处理器中的晶体管是门——它们控制着交通流量。一个关闭的门不应该允许电子通过。但如果栅极足够薄——将这些元素进一步缩小到符合摩尔定律——你就会开始遇到电子隧穿等量子问题。电子泄漏会导致计算机错误，因为微处理器在计算时得到错误的结果。

多年来，工程师们已经找到了在纳米尺度上构建晶体管的新方法，同时最大限度地减少量子隧道等影响。有时这涉及到在晶体管门内使用不同类型的材料。有时，这意味着创建一个三维栅极来提高微处理器的效率。这些帮助企业跟上了摩尔定律的预测。但摩尔定律没有消失的另一个原因是我们一直在摆弄它的定义。

最初,摩尔定律涵盖了一个非常具体的概念:新制造的集成电路上分立元件的数量每12个月翻一番。如今，我们对这个数字做了一些调整——你会听到科技行业的人说，每18到24个月就会出现一次。我们讨论的不仅仅是芯片上元素的数量。

我们对摩尔观察的一种常见说法是，在给定的时间内(通常在18到24个月之间)，大脑的处理能力微处理器翻倍。这并不一定意味着2012年芯片上的晶体管数量是2010年的两倍。相反，我们可能会找到新的方法来设计芯片，使它们更高效，从而在不需要指数级增长的情况下提高处理速度。

通过重新定义摩尔定律，我们关注的是处理能力而不是物理组件，我们扩展了观察的有用性。公司可以将先进的制造技术与更好的微处理器架构设计相结合，以跟上法律的步伐。

像这样重新定义摩尔定律类似于欺骗吗?这重要吗?1965年，摩尔预测，如果他的观察正确的话，1975年制造的芯片上将有65000个晶体管。今天，英特尔制造的处理器有26亿个晶体管[来源:英特尔］．今天的计算机处理数据的速度要比几十年前快得多——一台家用个人电脑的威力不亚于一些早期的超级计算机。

另一种看待这个问题的方式是问，今天的计算机比两年前强大一倍是否重要?如果我们生活在后pc时代，就像史蒂夫·乔布斯曾经说过的那样，那么这可能意味着更快的微处理器不再像过去那样重要了。也许更重要的是我们的设备是节能的和便携的。如果是这样的话，我们可能会看到摩尔定律的终结，不是因为我们遇到了某种基本的限制，而是因为不断挑战我们所能做的边界在经济上没有意义。

购买电脑的部分人群将继续要求最高的处理标准。视频游戏爱好者和使用高清媒体的人需要(或渴望)他们所能获得的所有处理能力。但我们其他人呢?

即使我们所有的个人电脑都变成了哑巴终端，只能通过云来访问所有的东西，在某个地方还是需要一台拥有强大处理器的电脑。也许我们会看到摩尔定律的另一个新定义，在处理器性能翻番之前，它的准备时间会更长。由于摩尔定律的历史多变，它似乎还会以某种形式存在一段时间。

对我来说，摩尔定律最吸引人的地方在于它对微处理器行业的影响。这是每个人都想达到的目标。它激励工程师尝试新的方法和材料，而不是冒落后的风险。最终，这一观察指导了整个行业，并为PC和后PC时代铺平了道路。

相关文章

来源