摩尔定律是否依然适用

1.什么是摩尔定律

关于互联网有三条重要的定律：摩尔定律、吉尔德定律和迈特卡夫定律。其中最早也是最有名的大概就是众所周知的摩尔定律了。

摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。

这一定律揭示了信息技术进步的速度。而计算机产业也在前几十年一直遵循着摩尔定律勾画着未来的蓝图。
但这一常态却在今日正逐渐失去其地位。例如 爱荷华大学计算机科学家丹尼尔·里德（Daniel Reed）表示。位于华盛顿DC的 半导体行业协会（The Semiconductor Industry Association, SIA）代表所有美国半导体企业，已经表示不再参与全球半导体行业研究规划蓝图的章程，而是自行决定研发进度。为何？

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2.摩尔定律在今日的局限

1.散热

随着越来越小的硅电路里的电子移动越来越快，芯片开始变得过热。
这是一个很严重的问题，处理器运行产生的热量很难消除，所以，芯片制造商选择了他们仅有的解决办法，加尔吉尼说，设备商不再追求绝对的计算次数，也就是处理器执行指令的速度。这样等于给芯片的电子运行速度加了上限，同时限制了产生的热量，2004年以来，这个运行速度的上限从没变过。
虽然速度无法再提升，但为了将芯片性能按照摩尔定律进行提升，制造商对芯片内部电路重新进行了设计，每个芯片不再仅有一个处理器（或“内核”），而是两个、四个甚至更多（现在的电脑和手机的芯片很多都是四核或者八核处理器）。总的来说，原本一个千兆赫的内核现在可以分为四个250兆赫的内核。不过，在现实中，要使用八个处理器，意味着一个问题需要被分成八个部分，很多算法很难甚至无法做到这一点，“如果有部分没被利用，等于你的处理速度升级还是受到了限制，” 加尔吉尼说。

2.材料

摩尔定律在之前的年代的确曾准确预测出了晶体管的增长趋势。1975年，在一种新出现的电荷前荷器件存储器芯片中，的确含有将近65000个元件，与1965年摩尔的预言一致。另据Intel公司公布的统计结果，单个芯片上的晶体管数目，从1971年4004处理器上的2300个，增长到1997年PentiumII处理器上的7.5百万个，26年内增加了3200倍。如果按“每两年翻一番”的预测，26年中应包括13个翻番周期，每经过一个周期，芯片上集成的元件数应提高2n倍（0≤n≤12），因此到第13个周期即26年后元件数这与实际的增长倍数3200倍可以算是相当接近了。
但正因为如此，随着晶体管体积的进一步减小，如今顶级的芯片制造商的电路精度已经达到14纳米，比大多数病毒还要小。电子的行为将受限于量子的不确定性，而不得不开始考虑有关于量子间作用的复杂问题，晶体管将变得不可靠。此时摆在人们面前的路只有两条：要么停止减小晶体管体积，转而从优化cpu架构方面需求突破；要么便是用另一种材料来代替硅进行cpu制作。
如今各国科学家在两方面均有所探索，甚至已有些眉目，但近期内无疑还是以硅片为主。

3.成本

摩尔定律相当于一个晶体管数量方面的幂小于1的指数函数（0.7的n次幂）。也就是说，随着晶体管体积的逐渐减小，每块cpu的制作难度成比例增加，其性能的增加却在逐步放缓。这使得进一步做小晶体管成为一种得不偿失的举措，也就失去了其意义。

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至于制程、器件的不稳定性和偏差方面的因素显然也是存在的，这里就不深入解读了。至于摩尔定律的前途如何，相信大家心里也已有了自己的见解，再会。