Mikä on Mooren laki?

Mooren laki, jonka alun perin muotoili Gordon Moore, silloinen Intelin puheenjohtaja, ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1965 julkaistussa artikkelissa Electronicsin 35. vuosipäivän painoksessa “Lisää komponentteja” integroiduille piireille. Se väittää, että vähimmäiskustannuksilla varustettujen puolijohdekomponenttien monimutkaisuus on kaksinkertaistunut säännöllisesti vuosittain ensimmäisen prototyypin mikrosirun käyttöönoton jälkeen vuonna 1959.

80- ja 90 -luvuilla muut alkoivat muotoilla Mooren lakia uudelleen määrittämällä kiinteän kokoiselle sirulle mahtuvien transistorien lukumäärä tai laskentateho yksikkökustannusta kohti. Tämä merkittävä laki on pysynyt vahvana ainakin tämän artikkelin kirjoittamiseen asti vuonna 2005. Lisäksi useita Mooren vaihtoehtoja eksponentiaalisesta kasvusta on ilmestynyt LED-valojen kehityksessä, aivojen skannauslaitteiden resoluutiossa, keksintöjen massakäytössä , sekvensoitujen genomien lukumäärä, RAM -muistin saatavuus, magneettisen datamuistin koko ja nopein mahdollinen tiedonsiirtonopeus.

Mikä tekee Mooren lain menestyksestä vieläkin kiehtovamman, on se, että Moorella oli vain kuuden vuoden kokemus mikrosirusta perustana väitteelleen, mutta siitä huolimatta se on kestänyt vielä 6 vuotta. Lain kuolema on ennustettu useita kertoja, mutta se on jatkanut. Alan asiantuntijat odottavat, että siinä on hikka noin vuonna 40, jolloin perinteiset fotolitografiset tekniikat saavuttavat lopulliset rajansa.

Fotolitografia käyttää valonsäteitä ominaisuuksien etsimiseen siruun, mikä tarkoittaa, että pienempien ominaisuuksien etsaaminen vaatii pienempiä valon aallonpituuksia. Fotolitografia siirtyy jo ultraviolettialueelle. Paljon pidemmälle meneminen on vaikeaa, koska pieniä taajuuksia tuottavat suuret energiat. Siksi muita vaihtoehtoja, kuten DNA-laskentaa, nanotietokoneita, 3-D-siruja tai jotain ennennäkemätöntä, on käytettävä laskentatehon eksponentiaalisen kasvun varmistamiseksi.

Talouden on ainakin yhdellä alalla jouduttu antamaan tukea Mooren lain jatkuvan eksponentiaalisen kasvun ylläpitämiseksi. Tämä alue on alkupääoma, joka tarvitaan modernin mikrosirun tuotantolaitoksen valmistamiseksi, tällä hetkellä luokkaa 1.5-2 miljardia dollaria (Yhdysvaltain dollaria). Tutkimus- ja kehityskustannukset Mooren lain siirtämiseksi fotolitografian ohi ovat todennäköisesti samassa järjestyksessä, elleivät useita kertoja suurempia. Mutta kun kysyntä kasvaa eri sovelluksissa käytettävälle laskentateholle, on hyvin todennäköistä, että tarvittava tarjonta luodaan tämän kysynnän tyydyttämiseksi.