قانون مور ۵۰ ساله شد
قانونی در قلب قدرتمند تکنولوژی
ندا لهردی: ۵۰ سال پیش در چنین روزی یعنی روز نوزدهم آوریل سال ۱۹۶۵، «گوردون مور» شیمیدان و کارآفرینی که چند سال بعد به یکی از بنیان‌گذاران بزرگ‌ترین تولیدکننده تراشه‌های الکترونیکی دنیا تبدیل شد، شروع به کشیدن نموداری کرد که نشان‌دهنده روند سریع بهبود عملکرد پردازنده‌های نیمه رسانا بود که در نهایت به کشف نبض دنیای مدرن امروزی منجر شد. این کشف که به عنوان «قانون مور» شناخته می‌شود، مشاهداتی بود که نشان می‌داد عملکرد (از نظر سرعت، قیمت و اندازه) مدارهای مجتمع و میکرو پردازنده‌ها به‌طور منظم هر ۱۸ ماه یکبار دو برابر می‌شوند.
ندا لهردی: 50 سال پیش در چنین روزی یعنی روز نوزدهم آوریل سال 1965، «گوردون مور» شیمیدان و کارآفرینی که چند سال بعد به یکی از بنیان‌گذاران بزرگ‌ترین تولیدکننده تراشه‌های الکترونیکی دنیا تبدیل شد، شروع به کشیدن نموداری کرد که نشان‌دهنده روند سریع بهبود عملکرد پردازنده‌های نیمه رسانا بود که در نهایت به کشف نبض دنیای مدرن امروزی منجر شد. این کشف که به عنوان «قانون مور» شناخته می‌شود، مشاهداتی بود که نشان می‌داد عملکرد (از نظر سرعت، قیمت و اندازه) مدارهای مجتمع و میکرو پردازنده‌ها به‌طور منظم هر 18 ماه یکبار دو برابر می‌شوند. طرح نموداری مور به‌عنوان تصویری در یک مقاله در مجله Electronics منتشر شد و تا یک دهه با نام قانون مور شناخته نمی‌شد. مور هیچ وقت تصور نمی‌کرد نظریه یا به بیان بهتر پیش‌بینی او به یک قانون و اصل تبدیل شود. او در مقاله خودش علاوه بر پیش‌بینی دو برابر شدن تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در تراشه‌ها، به مشکلات فنی احتمالی ایجاد شده در 10 سال آینده هم اشاره کرد. بعد از گذشت یک دهه این کشف گوردون مور به موضوع پرطرفدار صنعت پردازنده‌ها تبدیل شد. وقتی گوردون مور در سال ۱۹۶۵ میلادی و در زمان
فعالیت در شرکت Fairchild Seminconductor برای ارائه یک تئوری درباره آینده‌مدارهای مجتمع مورد سوال واقع شد، در آزمایشگاه خود در حال کار روی مدار مجتمعی بود که از ۶۴ ترانزیستور تشکیل شده بود. تعداد ترانزیستورهای نمونه‌ای که مور در حال کار روی آن بود در مقایسه با سال پیش از آن دو برابر شده بود.
مور با نگاهی به سال‌های نه چندان دور به این نتیجه رسید که تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده از سال ۱۹۵۹ که اولین ترانزیستور ساخته شد، هر سال دو برابر می‌شود. وقتی مور طرح نمودارش را کشید به عنوان مدیر بخش تحقیقات شرکت Fairchild Semiconductor و همچنین در شرکت‌های دیگری مانند Doug Engelbart of SRI International با شریک خودش «رابرت‌نویس» مشغول به کار بود. با این حال اما مور تصمیم گرفت به عنوان یکی از بنیان‌گذاران شرکت بزرگ Intel برای تاسیس و راه‌اندازی این شرکت اقدام کند تا به طور دائم قانون خودش را به کل روند حاکم بر صنعت پردازنده‌ها و از آنجا به تمام جهان وارد کند. به این ترتیب مور همراه با شریک قدیمی خودش رابرت نویس، شرکت Intel را در سال ۱۹۶۸ تاسیس کرد.
تبدیل قانون مور به شکل امروزی
کارور مید یکی از افرادی بود که در سال ۱۹۷۵ سعی کرد قانون مور را بهینه‌سازی کند، در حالی که خود مور در همان سال‌ها قانون خود را بازنگری کرده بود. اگرچه مور تصور نمی‌کرد که پیش‌بینی‌هایش در مورد صنعت تولید پردازنده‌ها تا سال ۱۹۷۵ دقیق باشد، اما با گذشت سال‌ها صحت نظریه او درباره دو برابر شدن تعداد ترانزیستورها به اثبات رسید. مور در همان سال ۱۹۷۵ به این نتیجه رسید که به تدریج موضوع تراکم در میزان افزایش ترانزیستورهای تراشه‌ها تاثیرگذار خواهد بود و به همین دلیل اعلام کرد تعداد ترازیستورها در پردازنده‌ها از سال ۱۹۸۰ به بعد هر دو سال یکبار دو برابر خواهد شد.
تراکم اجزای مورد استفاده با نزدیک شدن به سال ۱۹۷۵ به موضوع مهمی تبدیل شد، از طرف دیگر «دیو هاوس» یکی از مهندسان شرکت Intel به این نتیجه رسید که سرعت پردازشی اجزای مورد استفاده در پردازنده‌ها هم با گذشت زمان بیشتر شده است. او قانون مور را در این سال دوباره بهینه‌سازی کرد و به شکل امروزی آن درآورد. هاوس به این نکته اشاره کرد که از این به بعد تعداد اجزا و قطعات مورد استفاده در تراشه‌ها به جای یک بازه یک ساله، در هر ۱۸ ماه دو برابر خواهد شد. بازه زمانی مورد نظر او از آنچه مور در سال ۱۹۶۵ اعلام کرده بود بیشتر و از میزان اعلام شده توسط مور در بازنگری سال ۱۹۷۵ هم کمتر بود. از آن پس این مدل از قانون مور به عنوان نظریه استاندارد در علوم به کار گرفته شده است.
ماندگاری
در طول این سال‌ها قانون مور به صورت یک سمبل در صنعت پردازنده‌ها و کامپیوتر درآمد؛ نه تنها به خاطر ابتکار یا مطرح شدن آن در رسانه‌ها، بلکه به دلیل آنکه ثابت شد این قانون موثرترین ابزار پیش‌بینی برای نسل‌های جدید تراشه‌ها و پردازنده‌ها، نوآوری‌های تکنولوژی و حتی تغییرات اجتماعی و فرهنگی نیم قرن گذشته بوده است. همه اینها در حالی است که همیشه تردیدهایی درباره دوام و بقای این قانون حتی از طرف خود گوردون مور وجود داشته است و همچنین انتقادهایی به این قانون به خاطر آنکه واقعا یک قانون علمی نیست، وارد بوده است. با وجود همه این انتقادها و تردیدها، قانون مور همچنان باقی مانده و ماندگار شده است. سرعت دو برابر شدن عملکرد تراشه‌ها در هر 18ماه یکبار که مور در آن زمان پیش‌بینی کرده بود، امروزه ممکن است به نصف کاهش پیدا کرده باشد، اما حالا دیگر حتی افراد بدبین هم پذیرفته‌اند که این قانون برای دهه آینده و شاید سال‌های آینده هم درست و ماندگار است.
هرچند بعضی از پیشرفت‌های اخیر در زمینه ترانزیستورهای اتمی، نانوتکنولوژی و کامپیوترهای بیولوژیکی مفید هستند، قانون مور اما همچنان می‌تواند به‌عنوان یک قانون مستند برای دهه‌ها باقی بماند. حالا بیشتر از همیشه به نظر می‌رسد که هزاران سال بعد آنچه از دوران ما به خاطر آورده می‌شود، شکوفایی نوآوری و کارآفرینی است. تا آن زمان قانون مور به «عصر مور» تبدیل خواهد شد.
شاید اگر قانون مور وجود نداشت و کشف نمی‌شد، نسل‌های جدید پردازنده‌ها و به دنبال آن سخت‌افزارها و محصولات دیجیتال جدید تولید نمی‌شدند و ما نمی‌توانستیم به این راحتی از کار با شبکه‌های اجتماعی و اپلیکیشن‌های متفاوت لذت ببریم. این در حالی است که سخت‌افزارهای جدیدی مانند پهپادها، روبات‌ها و پرینترهای سه‌بعدی هماهنگی زیادی با قانون مور و پیش‌بینی‌هایش دارند. در واقع همانطور که قانون مور معمولا با تکیه بر آخرین پیشرفت‌ها در عملکرد تراشه‌ها و پردازنده‌ها به پرورش نسل آینده و فرصت‌های کارآفرینی کمک می‌کند، می‌تواند به خاطر از بین رفتن حدود
۹۰ درصد از استارت‌آپ‌های صنعت الکترونیک هم مقصر باشد و مورد انتقاد قرار بگیرد.
هرچند تاریخ دنیای کامپیوتر به پیش از آنکه سیلیکون در این صنعت مورد استفاده قرار بگیرد بازمی‌گردد، اما تمرکز در صنعت مدارات مجتمع و تولید ترانزیستورها با اختراع سیلیکون بسیار افزایش یافته است. در حال حاضر تولیدکنندگان پردازنده‌ها و مدارات مجتمع از جنبه قدرت پردازشی و فاکتورهای فیزیکی در حال نزدیک شدن به بن‌بست از نظر قانون مور هستند، چون سیلیکون از نظر فیزیکی دیگر اجازه دوبرابر شدن تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در هسته‌های پردازشی را نمی‌دهد، به همین دلیل هم تولیدکنندگان به دنبال یافتن تکنولوژی‌های دیگری برای توسعه پردازنده‌های قوی‌تر هستند. یکی از مفاهیمی که در حال حاضر هم می‌توان استفاده از آن را در پردازنده‌های گرافیکی به راحتی مشاهده کرد، پردازش موازی است. این مفهوم قدرت پردازشی بالایی را در اختیار کاربر قرار می‌دهد، به این ترتیب می‌توان با تغییرات در نرم‌‌افزار و اضافه کردن قابلیت استفاده از چندین هسته، پردازش‌های موازی را در بستر گسترده‌تری به‌کار گرفت. استفاده از گرافین و نانو لوله‌های کربنی در کنار رایانش کوانتومی از دیگر حوزه‌هایی هستند که دانشمندان در حال توسعه آنها هستند. باید دید که در آینده کدامیک از تکنولوژی‌ها می‌تواند به بقای قانون مور کمک کند.
در حقیقت شاید یکی از بزرگ‌ترین فرصت‌هایی که نسل امروز پیش‌روی خود دارد، این است که روند بازسازی دنیای بدون مرز تکنولوژی دیجیتال را تکمیل کند. جالب این است که این نسل در حال حاضر و به شکلی غیرارادی با کمک رقابت‌های روباتیک، علاقه‌مندان تکنولوژی و مهندسان خودش را برای این ماجراجویی هیجان‌انگیز آماده کرده است تا به این ترتیب تمام طول عمرشان را در چارچوب قانون مور بگذرانند.
مور با نگاهی به سال‌های نه چندان دور به این نتیجه رسید که تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده از سال ۱۹۵۹ که اولین ترانزیستور ساخته شد، هر سال دو برابر می‌شود. وقتی مور طرح نمودارش را کشید به عنوان مدیر بخش تحقیقات شرکت Fairchild Semiconductor و همچنین در شرکت‌های دیگری مانند Doug Engelbart of SRI International با شریک خودش «رابرت‌نویس» مشغول به کار بود. با این حال اما مور تصمیم گرفت به عنوان یکی از بنیان‌گذاران شرکت بزرگ Intel برای تاسیس و راه‌اندازی این شرکت اقدام کند تا به طور دائم قانون خودش را به کل روند حاکم بر صنعت پردازنده‌ها و از آنجا به تمام جهان وارد کند. به این ترتیب مور همراه با شریک قدیمی خودش رابرت نویس، شرکت Intel را در سال ۱۹۶۸ تاسیس کرد.
تبدیل قانون مور به شکل امروزی
کارور مید یکی از افرادی بود که در سال ۱۹۷۵ سعی کرد قانون مور را بهینه‌سازی کند، در حالی که خود مور در همان سال‌ها قانون خود را بازنگری کرده بود. اگرچه مور تصور نمی‌کرد که پیش‌بینی‌هایش در مورد صنعت تولید پردازنده‌ها تا سال ۱۹۷۵ دقیق باشد، اما با گذشت سال‌ها صحت نظریه او درباره دو برابر شدن تعداد ترانزیستورها به اثبات رسید. مور در همان سال ۱۹۷۵ به این نتیجه رسید که به تدریج موضوع تراکم در میزان افزایش ترانزیستورهای تراشه‌ها تاثیرگذار خواهد بود و به همین دلیل اعلام کرد تعداد ترازیستورها در پردازنده‌ها از سال ۱۹۸۰ به بعد هر دو سال یکبار دو برابر خواهد شد.
تراکم اجزای مورد استفاده با نزدیک شدن به سال ۱۹۷۵ به موضوع مهمی تبدیل شد، از طرف دیگر «دیو هاوس» یکی از مهندسان شرکت Intel به این نتیجه رسید که سرعت پردازشی اجزای مورد استفاده در پردازنده‌ها هم با گذشت زمان بیشتر شده است. او قانون مور را در این سال دوباره بهینه‌سازی کرد و به شکل امروزی آن درآورد. هاوس به این نکته اشاره کرد که از این به بعد تعداد اجزا و قطعات مورد استفاده در تراشه‌ها به جای یک بازه یک ساله، در هر ۱۸ ماه دو برابر خواهد شد. بازه زمانی مورد نظر او از آنچه مور در سال ۱۹۶۵ اعلام کرده بود بیشتر و از میزان اعلام شده توسط مور در بازنگری سال ۱۹۷۵ هم کمتر بود. از آن پس این مدل از قانون مور به عنوان نظریه استاندارد در علوم به کار گرفته شده است.
ماندگاری
در طول این سال‌ها قانون مور به صورت یک سمبل در صنعت پردازنده‌ها و کامپیوتر درآمد؛ نه تنها به خاطر ابتکار یا مطرح شدن آن در رسانه‌ها، بلکه به دلیل آنکه ثابت شد این قانون موثرترین ابزار پیش‌بینی برای نسل‌های جدید تراشه‌ها و پردازنده‌ها، نوآوری‌های تکنولوژی و حتی تغییرات اجتماعی و فرهنگی نیم قرن گذشته بوده است. همه اینها در حالی است که همیشه تردیدهایی درباره دوام و بقای این قانون حتی از طرف خود گوردون مور وجود داشته است و همچنین انتقادهایی به این قانون به خاطر آنکه واقعا یک قانون علمی نیست، وارد بوده است. با وجود همه این انتقادها و تردیدها، قانون مور همچنان باقی مانده و ماندگار شده است. سرعت دو برابر شدن عملکرد تراشه‌ها در هر 18ماه یکبار که مور در آن زمان پیش‌بینی کرده بود، امروزه ممکن است به نصف کاهش پیدا کرده باشد، اما حالا دیگر حتی افراد بدبین هم پذیرفته‌اند که این قانون برای دهه آینده و شاید سال‌های آینده هم درست و ماندگار است.
هرچند بعضی از پیشرفت‌های اخیر در زمینه ترانزیستورهای اتمی، نانوتکنولوژی و کامپیوترهای بیولوژیکی مفید هستند، قانون مور اما همچنان می‌تواند به‌عنوان یک قانون مستند برای دهه‌ها باقی بماند. حالا بیشتر از همیشه به نظر می‌رسد که هزاران سال بعد آنچه از دوران ما به خاطر آورده می‌شود، شکوفایی نوآوری و کارآفرینی است. تا آن زمان قانون مور به «عصر مور» تبدیل خواهد شد.
شاید اگر قانون مور وجود نداشت و کشف نمی‌شد، نسل‌های جدید پردازنده‌ها و به دنبال آن سخت‌افزارها و محصولات دیجیتال جدید تولید نمی‌شدند و ما نمی‌توانستیم به این راحتی از کار با شبکه‌های اجتماعی و اپلیکیشن‌های متفاوت لذت ببریم. این در حالی است که سخت‌افزارهای جدیدی مانند پهپادها، روبات‌ها و پرینترهای سه‌بعدی هماهنگی زیادی با قانون مور و پیش‌بینی‌هایش دارند. در واقع همانطور که قانون مور معمولا با تکیه بر آخرین پیشرفت‌ها در عملکرد تراشه‌ها و پردازنده‌ها به پرورش نسل آینده و فرصت‌های کارآفرینی کمک می‌کند، می‌تواند به خاطر از بین رفتن حدود
۹۰ درصد از استارت‌آپ‌های صنعت الکترونیک هم مقصر باشد و مورد انتقاد قرار بگیرد.
هرچند تاریخ دنیای کامپیوتر به پیش از آنکه سیلیکون در این صنعت مورد استفاده قرار بگیرد بازمی‌گردد، اما تمرکز در صنعت مدارات مجتمع و تولید ترانزیستورها با اختراع سیلیکون بسیار افزایش یافته است. در حال حاضر تولیدکنندگان پردازنده‌ها و مدارات مجتمع از جنبه قدرت پردازشی و فاکتورهای فیزیکی در حال نزدیک شدن به بن‌بست از نظر قانون مور هستند، چون سیلیکون از نظر فیزیکی دیگر اجازه دوبرابر شدن تعداد ترانزیستورهای مورد استفاده در هسته‌های پردازشی را نمی‌دهد، به همین دلیل هم تولیدکنندگان به دنبال یافتن تکنولوژی‌های دیگری برای توسعه پردازنده‌های قوی‌تر هستند. یکی از مفاهیمی که در حال حاضر هم می‌توان استفاده از آن را در پردازنده‌های گرافیکی به راحتی مشاهده کرد، پردازش موازی است. این مفهوم قدرت پردازشی بالایی را در اختیار کاربر قرار می‌دهد، به این ترتیب می‌توان با تغییرات در نرم‌‌افزار و اضافه کردن قابلیت استفاده از چندین هسته، پردازش‌های موازی را در بستر گسترده‌تری به‌کار گرفت. استفاده از گرافین و نانو لوله‌های کربنی در کنار رایانش کوانتومی از دیگر حوزه‌هایی هستند که دانشمندان در حال توسعه آنها هستند. باید دید که در آینده کدامیک از تکنولوژی‌ها می‌تواند به بقای قانون مور کمک کند.
در حقیقت شاید یکی از بزرگ‌ترین فرصت‌هایی که نسل امروز پیش‌روی خود دارد، این است که روند بازسازی دنیای بدون مرز تکنولوژی دیجیتال را تکمیل کند. جالب این است که این نسل در حال حاضر و به شکلی غیرارادی با کمک رقابت‌های روباتیک، علاقه‌مندان تکنولوژی و مهندسان خودش را برای این ماجراجویی هیجان‌انگیز آماده کرده است تا به این ترتیب تمام طول عمرشان را در چارچوب قانون مور بگذرانند.
ارسال نظر