摩爾定律,摩爾定律是什么意思

摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出來(lái)的。其內(nèi)容為：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，當(dāng)價(jià)格不變時(shí)；或者說(shuō)，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18個(gè)月翻兩倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。

　摩爾定律是指IC上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(Intel)名譽(yù)董事長(zhǎng)戈登·摩爾（Gordon Moore）經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)得之。
　　計(jì)算機(jī)第一定律——摩爾定律Moore定律1965年，戈登·摩爾（GordonMoore）準(zhǔn)備一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)的報(bào)告。他整理了一份觀察資料。在他開(kāi)始繪制數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的趨勢(shì)。每個(gè)新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個(gè)芯片的產(chǎn)生都是在前一個(gè)芯片產(chǎn)生后的18-24個(gè)月內(nèi)。如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)的話，計(jì)算能力相對(duì)于時(shí)間周期將呈指數(shù)式的上升。Moore的觀察資料，就是現(xiàn)在所謂的Moore定律，所闡述的趨勢(shì)一直延續(xù)至今，且仍不同尋常地準(zhǔn)確。人們還發(fā)現(xiàn)這不光適用于對(duì)存儲(chǔ)器芯片的描述，也精確地說(shuō)明了處理機(jī)能力和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)容量的發(fā)展。該定律成為許多工業(yè)對(duì)于性能預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。在26年的時(shí)間里，芯片上的晶體管數(shù)量增加了3200多倍，從1971年推出的第一款4004的2300個(gè)增加到奔騰II處理器的750萬(wàn)個(gè)。

　由于高純硅的獨(dú)特性，集成度越高，晶體管的價(jià)格越便宜，這樣也就引出了摩爾定律的經(jīng)濟(jì)學(xué)效益，在20世紀(jì)60年代初，一個(gè)晶體管要10美元左右，但隨著晶體管越來(lái)越小，直小到一根頭發(fā)絲上可以放1000個(gè)晶體管時(shí)，每個(gè)晶體管的價(jià)格只有千分之一美分。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，按運(yùn)算10萬(wàn)次乘法的價(jià)格算，IBM704電腦為1美元，IBM709降到20美分，而60年代中期IBM耗資50億研制的IBM360系統(tǒng)電腦已變?yōu)?.5美分。到底什么是"摩爾定律'"？歸納起來(lái)，主要有以下三種"版本"：
　　1、集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目，每隔18個(gè)月就翻一番。
　　2、微處理器的性能每隔18個(gè)月提高一倍，而價(jià)格下降一半。
　　3、用一個(gè)美元所能買到的電腦性能，每隔18個(gè)月翻兩番。
　　以上幾種說(shuō)法中，以第一種說(shuō)法最為普遍，第二、三兩種說(shuō)法涉及到價(jià)格因素，其實(shí)質(zhì)是一樣的。三種說(shuō)法雖然各有千秋，但在一點(diǎn)上是共同的，即"翻番"的周期都是18個(gè)月，至于"翻一番"（或兩番）的是"集成電路芯片上所集成的電路的數(shù)目"，是整個(gè)"計(jì)算機(jī)的性能"，還是"一個(gè)美元所能買到的性能"就見(jiàn)仁見(jiàn)智了。

摩爾定律 - 理論人物

　　戈登·摩爾（Gordon Moore,1929-）：英特爾公司(Intel)的創(chuàng)始人之一
　　戈登.摩爾1929年1月3日，戈登·摩爾出生在加州舊金山的佩斯卡迪諾。父親沒(méi)有上過(guò)多少學(xué)，17歲就開(kāi)始養(yǎng)家，做一個(gè)小官員，母親只有中學(xué)畢業(yè)，但一家人日子過(guò)得也溫馨和樂(lè)。11歲的時(shí)候，一次偶然的機(jī)會(huì)讓年幼的摩爾對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了興趣。當(dāng)時(shí)鄰居的孩子有一個(gè)獨(dú)特的圣誕禮物，那是一個(gè)化學(xué)裝置，里面有許多真正的化學(xué)試劑，可以制成許多稀奇古怪的東西，甚至可以制造炸藥，摩爾簡(jiǎn)直完全著了迷，整天跑到鄰居家里去，研究這些小東西，他開(kāi)始想成為一個(gè)化學(xué)家！在學(xué)校里，摩爾不是最用功的那個(gè)人，但卻是最會(huì)學(xué)習(xí)的那個(gè)，他整天跑出去做運(yùn)動(dòng)，搞發(fā)明，但學(xué)習(xí)成績(jī)一直還不錯(cuò)。高中畢業(yè)后他進(jìn)入了著名的加州伯克利分校的化學(xué)專業(yè)，實(shí)現(xiàn)了自己的少年夢(mèng)想。1950年，摩爾獲得了學(xué)士學(xué)位，接著他繼續(xù)深造，于1954年獲得物理化學(xué)博士學(xué)位。
摩爾定律由來(lái)

　　　“摩爾定律”的創(chuàng)始人是戈頓·摩爾，大名鼎鼎的芯片制造廠商Intel公司的創(chuàng)始人之一。20世紀(jì)50年代末至60年代初半導(dǎo)體制造工業(yè)的高速發(fā)展，導(dǎo)致了“摩爾定律”的出臺(tái)。
　　早在1959年，美國(guó)著名半導(dǎo)體廠商仙童公司首先推出了平面型晶體管，緊接著于1961年又推出了平面型集成電路。這種平面型制造工藝是在研磨得很平的硅片上，采用一種所謂"光刻"技術(shù)來(lái)形成半導(dǎo)體電路的元器件，如二極管、三極管、電阻和電容等。只要"光刻"的精度不斷提高，元器件的密度也會(huì)相應(yīng)提高，從而具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼似矫婀に嚤徽J(rèn)為是"整個(gè)半導(dǎo)體工業(yè)鍵"，也是摩爾定律問(wèn)世的技術(shù)基礎(chǔ)。
　　1965年4月19日，時(shí)任仙童半導(dǎo)體公司研究開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室主任的摩爾應(yīng)邀為《電子學(xué)》雜志35周年?？瘜?xiě)了一篇觀察評(píng)論報(bào)告，題目是：“讓集成電路填滿更多的元件”。摩爾應(yīng)這家雜志的要求對(duì)未來(lái)十年間半導(dǎo)體元件工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)言。據(jù)他推算，到1975年，在面積僅為四分之一平方英寸的單塊硅芯片上，將有可能密集65000個(gè)元件。他是根據(jù)器件的復(fù)雜性（電路密度提高而價(jià)格降低）和時(shí)間之間的線性關(guān)系作出這一推斷的，他的原話是這樣說(shuō)的："最低元件價(jià)格下的復(fù)雜性每年大約增加一倍。可以確信，短期內(nèi)這一增長(zhǎng)率會(huì)繼續(xù)保持。即便不是有所加快的話。而在更長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的增長(zhǎng)率應(yīng)是略有波動(dòng)，盡管役有充分的理由來(lái)證明，這一增長(zhǎng)率至少在未來(lái)十年內(nèi)幾乎維持為一個(gè)常數(shù)。"這就是后來(lái)被人稱為"摩爾定律"的最初原型。

摩爾定律修正

　　　摩爾演講1975年；摩爾在國(guó)際電信聯(lián)盟IEEE的學(xué)術(shù)年會(huì)上提交了一篇論文，根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況，對(duì)"密度每年回一番"的增長(zhǎng)率進(jìn)行了重新審定和修正。按照摩爾本人1997年9月接受（科學(xué)的美國(guó)人）一名編輯采訪時(shí)的說(shuō)法，他當(dāng)年是把"每年翻一番"改為"每?jī)赡攴环?，并聲明他從來(lái)沒(méi)有說(shuō)過(guò)"每18個(gè)月翻一番"。
　　然而，據(jù)網(wǎng)上有的媒體透露，就在摩爾本人的論文發(fā)表后不久，有人將其預(yù)言修改成"半導(dǎo)體集成電路的密度或容量每18個(gè)月翻一番，或每三年增長(zhǎng)4倍"，有人甚至列出了如下的數(shù)學(xué)公式：（每芯片的電路增長(zhǎng)倍數(shù)）=2（年份-1975）/1.5。這一說(shuō)法后來(lái)成為許多人的"共識(shí)"，流傳至今。摩爾本人的聲音，無(wú)論是最初的"每一年翻一番"還是后來(lái)修正的"每?jī)赡攴环?反而被淹沒(méi)了，如今已鮮有人知。
　　歷史竟和人們開(kāi)了個(gè)不大不小的玩笑：原來(lái)目前廣為流傳的"摩爾定律"并非摩爾本人的說(shuō)法！
摩爾定律驗(yàn)證

　　　摩爾定律到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？讓我們先來(lái)看幾個(gè)具體的數(shù)據(jù)。1975年，在一種新出現(xiàn)的電荷前荷器件存儲(chǔ)器芯片中，的的確確含有將近65000個(gè)元件，與十年前摩爾的預(yù)言的確驚人地一致！另?yè)?jù)Intel公司公布的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，單個(gè)芯片上的晶體管數(shù)目，從1971年4004處理器上的2300個(gè)，增長(zhǎng)到1997年P(guān)entium II處理器上的7.5百萬(wàn)個(gè)，26年內(nèi)增加了3200倍。我們不妨對(duì)此進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證：如果按摩爾本人"每?jī)赡攴环?的預(yù)測(cè)，26年中應(yīng)包括13個(gè)翻番周期，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，芯片上集成的元件數(shù)應(yīng)提高2n倍（0≤n≤12），因此到第13個(gè)周期即26年后元件數(shù)應(yīng)提高了212＝4096倍，作為一種發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，這與實(shí)際的增長(zhǎng)倍數(shù)3200倍可以算是相當(dāng)接近了。如果以其他人所說(shuō)的18個(gè)月為翻番周期，則二者相去甚遠(yuǎn)?？梢?jiàn)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，還是摩爾本人的說(shuō)法更加接近實(shí)際。
　　也有人從個(gè)人計(jì)算機(jī)（即PC）的三大要素--微處理器芯片、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和系統(tǒng)軟件來(lái)考察摩爾定律的正確性。微處理器方面，從1979年的8086和8088，到1982年的80286，1985年的80386，1989年的80486，1993年的Pentium，1996年的PentiumPro，1997年的PentiumII，功能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格越來(lái)越低，每一次更新?lián)Q代都是摩爾定律的直接結(jié)果。與此同時(shí)PC機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器容量由最早的480k擴(kuò)大到8M，16M，與摩爾定律更為吻合。系統(tǒng)軟件方面，早期的計(jì)算機(jī)由于存儲(chǔ)容量的限制，系統(tǒng)軟件的規(guī)模和功能受到很大限制，隨著內(nèi)存容量按照摩爾定律的速度呈指數(shù)增長(zhǎng)，系統(tǒng)軟件不再局限于狹小的空間，其所包含的程序代碼的行數(shù)也劇增：Basic的源代碼在1975年只有4,000行，20年后發(fā)展到大約50萬(wàn)行。微軟的文字處理軟件Word，1982年的第一版含有27,000行代碼，20年后增加到大約200萬(wàn)行。有人將其發(fā)展速度繪制一條曲線后發(fā)現(xiàn)，軟件的規(guī)模和復(fù)雜性的增長(zhǎng)速度甚至超 過(guò)了摩爾定律。系統(tǒng)軟件的發(fā)展反過(guò)來(lái)又提高了對(duì)處理器和存儲(chǔ)芯片的需求，從而刺激了集成電路的更快發(fā)展。
　　這里需要特別指出的是，摩爾定律并非數(shù)學(xué)、物理定律，而是對(duì)發(fā)展趨勢(shì)的一種分析預(yù)測(cè)，因此，無(wú)論是它的文字表述還是定量計(jì)算，都應(yīng)當(dāng)容許一定的寬裕度。從這個(gè)意義上看，摩爾的預(yù)言實(shí)在是相當(dāng)準(zhǔn)確而又難能可貴的了，所以才會(huì)得到業(yè)界人士的公認(rèn)，并產(chǎn)生巨大的反響。

應(yīng)用實(shí)例
　　2005年是英特爾公司創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出著名的“摩爾定律”40周年。40年中，半導(dǎo)體芯片的集成化趨勢(shì)一如摩爾的預(yù)測(cè)，推動(dòng)了整個(gè)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而給千家萬(wàn)戶的生活帶來(lái)變化。
　　1965年4月，當(dāng)時(shí)還是仙童公司電子工程師的摩爾在《電子學(xué)》雜志上發(fā)表文章預(yù)言，半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量將每年翻一番。1975年他又提出修正說(shuō)，芯片上集成的晶體管數(shù)量將每?jī)赡攴环?br>　　當(dāng)時(shí)，集成電路問(wèn)世才6年。摩爾的實(shí)驗(yàn)室也只能將50只晶體管和電阻集成在一個(gè)芯片上。摩爾當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)聽(tīng)起來(lái)好像是科幻小說(shuō)；此后也不斷有技術(shù)專家認(rèn)為芯片集成的速度“已經(jīng)到頂”。但事實(shí)證明，摩爾的預(yù)言是準(zhǔn)確的。盡管這一技術(shù)進(jìn)步的周期已經(jīng)從最初預(yù)測(cè)的12個(gè)月延長(zhǎng)到如今的近18個(gè)月，但“摩爾定律”依然有效。目前最先進(jìn)的集成電路已含有17億個(gè)晶體管。
　　“摩爾定律”歸納了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。這40年里，計(jì)算機(jī)從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具，信息技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入無(wú)數(shù)個(gè)普通家庭，因特網(wǎng)將全世界聯(lián)系起來(lái)，多媒體視聽(tīng)設(shè)備豐富著每個(gè)人的生活。
　　這一切背后的動(dòng)力都是半導(dǎo)體芯片。如果按照舊有方式將晶體管、電阻和電容分別安裝在電路板上，那么不僅個(gè)人電腦和移動(dòng)通信不會(huì)出現(xiàn)，基因組研究到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造等新科技更不可能問(wèn)世。
　　“摩爾定律”還帶動(dòng)了芯片產(chǎn)業(yè)白熱化的競(jìng)爭(zhēng)。在紀(jì)念這一定律發(fā)表40周年之時(shí)，作為英特爾公司名譽(yù)主席的摩爾說(shuō)：“如果你期望在半導(dǎo)體行業(yè)處于領(lǐng)先地位，你無(wú)法承擔(dān)落后于摩爾定律的后果?！睆奈羧盏南赏镜浇裉斓挠⑻貭枴⒛ν辛_拉、先進(jìn)微設(shè)備公司等，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞“摩爾定律”的競(jìng)爭(zhēng)像大浪淘沙一樣激烈。
　　毫無(wú)疑問(wèn)，“摩爾定律”對(duì)整個(gè)世界意義深遠(yuǎn)。在回顧40年來(lái)半導(dǎo)體芯片業(yè)的進(jìn)展并展望其未來(lái)時(shí)，信息技術(shù)專家們說(shuō)，在今后幾年里，“摩爾定律”可能還會(huì)適用。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭?！澳柖伞焙螘r(shí)失效？專家們對(duì)此眾說(shuō)紛紜。
　　美國(guó)惠普實(shí)驗(yàn)室研究人員斯坦·威廉姆斯說(shuō)，到2010年左右，半導(dǎo)體晶體管可能出現(xiàn)問(wèn)題，芯片廠商必須考慮替代產(chǎn)品。英特爾公司技術(shù)戰(zhàn)略部主任保羅·加吉尼則認(rèn)為，2015年左右，部分采用了納米導(dǎo)線等技術(shù)的“混合型”晶體管將投入生產(chǎn)，5年內(nèi)取代半導(dǎo)體晶體管。還有一些專家指出，半導(dǎo)體晶體管可以繼續(xù)發(fā)展，直到其尺寸的極限——4到6納米之間，那可能是2023年的事情。
　　專家們預(yù)言，隨著半導(dǎo)體晶體管的尺寸接近納米級(jí)，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運(yùn)行也難以控制，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠?！澳柖伞笨隙ú粫?huì)在下一個(gè)40年繼續(xù)有效。不過(guò)，納米材料、相變材料等新進(jìn)展已經(jīng)出現(xiàn)，有望應(yīng)用到未來(lái)的芯片中。到那時(shí)，即使“摩爾定律”壽終正寢，信息技術(shù)前進(jìn)的步伐也不會(huì)變慢。
摩爾定律演化
　　摩爾定律的響亮名聲，令許多人競(jìng)相仿效它的表達(dá)方式，從而派生、繁衍出多種版本的"摩爾定律"，其中如：
　　摩爾第二定律：摩爾定律提出30年來(lái)，集成電路芯片的性能的確得到了大幅度的提高；但另一方面，Intel高層人士開(kāi)始注意到芯片生產(chǎn)廠的成本也在相應(yīng)提高。1995年，Intel董事會(huì)主席羅伯特·諾伊斯預(yù)見(jiàn)到摩爾定律將受到經(jīng)濟(jì)因素的制約。同年，摩爾在《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志上撰文寫(xiě)道："現(xiàn)在令我感到最為擔(dān)心的是成本的增加，…這是另一條指數(shù)曲線"。他的這一說(shuō)法被人稱為摩爾第二定律。
　　新摩爾定律：近年來(lái)，國(guó)內(nèi)IT專業(yè)媒體上又出現(xiàn)了"新摩爾定律" 的提法，則指的是我國(guó)Internet聯(lián)網(wǎng)主機(jī)數(shù)和上網(wǎng)用戶人數(shù)的遞增速度，大約每半年就翻一番！而且專家們預(yù)言，這一趨勢(shì)在未來(lái)若干年內(nèi)仍將保持下去。
摩爾定律前景
　　摩爾定律問(wèn)世40年了。人們不無(wú)驚奇地看到半導(dǎo)體芯片制造工藝水平以一種令人目眩的速度提高。目前，Intel的微處理器芯片Pentium 4的主頻已高達(dá)2G（即1 2000M），2011年則要推出含有10億個(gè)晶體管、每秒可執(zhí)行1千億條指令的芯片。人們不禁要問(wèn)：這種令人難以置信的發(fā)展速度會(huì)無(wú)止境地持續(xù)下去嗎？
　　不需要復(fù)雜的邏輯推理就可以知道：芯片上元件的幾何尺寸總不可能無(wú)限制地縮小下去，這就意味著，總有一天，芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會(huì)達(dá)到極限。問(wèn)題只是這一極限是多少，以及何時(shí)達(dá)到這一極限。業(yè)界已有專家預(yù)計(jì)，芯片性能的增長(zhǎng)速度將在今后幾年趨緩。一般認(rèn)為，摩爾定律能再適用10年左右。其制約的因素一是技術(shù)，二是經(jīng)濟(jì)。
　　從技術(shù)的角度看，隨著硅片上線路密度的增加，其復(fù)雜性和差錯(cuò)率也將呈指數(shù)增長(zhǎng)，同時(shí)也使全面而徹底的芯片測(cè)試幾乎成為不可能。一旦芯片上線條的寬度達(dá)到納米（10-9米）數(shù)量級(jí)時(shí)，相當(dāng)于只有幾個(gè)分子的大小，這種情況下材料的物理、化學(xué)性能將發(fā)生質(zhì)的變化，致使采用現(xiàn)行工藝的半導(dǎo)體器件不能正常工作，摩爾定律也就要走到它的盡頭了。
　　從經(jīng)濟(jì)的角度看，正如上述摩爾第二定律所述，目前是20-30億美元建一座芯片廠，線條尺寸縮小到0.1微米時(shí)將猛增至100億美元，比一座核電站投資還大。由于花不起這筆錢，迫使越來(lái)越多的公司退出了芯片行業(yè)。看來(lái)摩爾定律要再維持十年的壽命，也決非易事。
　　然而，也有人從不同的角度來(lái)看問(wèn)題。美國(guó)一家名叫CyberCash公司的總裁兼CEO丹·林啟說(shuō)，“摩爾定律是關(guān)于人類創(chuàng)造力的定律，而不是物理學(xué)定律”。持類似觀點(diǎn)的人也認(rèn)為，摩爾定律實(shí)際上是關(guān)于人類信念的定律，當(dāng)人們相信某件事情一定能做到時(shí)，就會(huì)努力去實(shí)現(xiàn)它。摩爾當(dāng)初提出他的觀察報(bào)告時(shí)，他實(shí)際上是給了人們一種信念，使大家相信他預(yù)言的發(fā)展趨勢(shì)一定會(huì)持續(xù)。
　　摩爾定律是由英特爾公司名譽(yù)董事長(zhǎng)戈登·摩爾經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)得出的結(jié)論，一開(kāi)始被用于描述半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的一種現(xiàn)象，即指集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。后來(lái)，摩爾定律被引入到其他高科技行業(yè)，用來(lái)形容技術(shù)快速發(fā)展帶來(lái)的性能提高。
　　在光纖通信行業(yè)，密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM)曾經(jīng)很好地詮釋了摩爾定律。DWDM是一種關(guān)鍵的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)在一根光纖內(nèi)傳送多路平行的吉比特光信號(hào)，使帶寬成本大幅降低，從而讓寬帶互聯(lián)網(wǎng)得以普及。該技術(shù)還擁有傳輸距離遠(yuǎn)、延遲低的優(yōu)點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸量迅速增長(zhǎng)，電信運(yùn)營(yíng)商希望能以更低的單位成本傳送更多的信息，因此，DWDM在固定通信基礎(chǔ)設(shè)施中的地位得以鞏固并不斷加強(qiáng)。從2003年到2007年，運(yùn)營(yíng)商在DWDM技術(shù)上的花費(fèi)增長(zhǎng)了將近兩倍，2007年，全球在該技術(shù)設(shè)備上的支出達(dá)到58億美元。
　　在過(guò)去的10年中，著名咨詢機(jī)構(gòu)Ovum公司使用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬資本支出(capex)的計(jì)量公式，計(jì)算每秒鐘在一公里長(zhǎng)的距離內(nèi)傳輸1GB信息量所需的成本。電信運(yùn)營(yíng)商一開(kāi)始在每根語(yǔ)音線路上實(shí)現(xiàn)了64kbps的傳輸速率，后來(lái)每位用戶使用成千上萬(wàn)兆的信息后，語(yǔ)音線路不堪重負(fù)，好在光纖技術(shù)出現(xiàn)了。設(shè)備供應(yīng)商之間的競(jìng)爭(zhēng)使得傳輸成本急劇下跌，1993年，DWDM技術(shù)出現(xiàn)前，每秒鐘在一公里長(zhǎng)的距離內(nèi)傳輸1GB信息量的成本為2000美元，到2007年，該數(shù)字已經(jīng)不足1美元，其發(fā)展速度已令摩爾定律失色。
　　DWDM技術(shù)從正式部署到今天已經(jīng)有13年歷史，但是，它目前卻好像停止了曾經(jīng)在電信發(fā)展史上創(chuàng)造過(guò)奇跡的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，步入了青春期的消沉。分析師指出，如果下一個(gè)5年內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)不出現(xiàn)指數(shù)級(jí)的擴(kuò)張，那么DWDM的幾何式增長(zhǎng)也將難以維系。難道在光纖通信市場(chǎng)，摩爾定律的影響終結(jié)了嗎？
　　在過(guò)去的歲月中，DWDM的成功依賴于多樣化的創(chuàng)新，例如光纖放大器和光分插復(fù)用器(OADM)等，還包括激光、測(cè)波器、過(guò)濾器等多種技術(shù)的進(jìn)步以及各種系統(tǒng)軟件的創(chuàng)新，他們都讓系統(tǒng)獲得了更高的容量，并提高了運(yùn)營(yíng)的靈活性。
　　殘酷的競(jìng)爭(zhēng)使得10G網(wǎng)絡(luò)的成本不斷降低，也迫使DWDM在13年里不斷提高成本表現(xiàn)，盡管在此期間光纖系統(tǒng)的研發(fā)投資和元器件創(chuàng)新的投資都相對(duì)較低。同時(shí)，本世紀(jì)開(kāi)始幾年中，電信行業(yè)泡沫的破裂導(dǎo)致主要市場(chǎng)的支出銳減，整個(gè)行業(yè)都在療傷。那段時(shí)間內(nèi)對(duì)研發(fā)投資的削減帶來(lái)的后果是：更具成本效益的40G技術(shù)的部署和商用被推遲了。
　　不過(guò)，市場(chǎng)最終還是選擇了40G技術(shù)。最有可能在近期實(shí)現(xiàn)傳輸成本效益的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的就是40G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)提供的帶寬是現(xiàn)有10G網(wǎng)絡(luò)的4倍，而capex卻只有四分之一，性能表現(xiàn)也絲毫不遜色。雖然Ovum咨詢公司認(rèn)為這種規(guī)模的成本削減在2012年前不太可能實(shí)現(xiàn)，但鑒于過(guò)去幾年中對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的投資劇增，奇跡還是有可能出現(xiàn)的。
　　2008年已經(jīng)推出和即將推出的40G技術(shù)創(chuàng)新包括：北電網(wǎng)絡(luò)研發(fā)的技術(shù)，提供了目前市場(chǎng)上最佳的性能，并有著向100G技術(shù)演進(jìn)的清晰路線；Opvista技術(shù)，對(duì)推動(dòng)40G技術(shù)在城域網(wǎng)中的使用有明顯的優(yōu)勢(shì)；由Stratalight、Mintera和其他公司共同研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)化40G模塊技術(shù)也取得了進(jìn)展。光纖技術(shù)供應(yīng)商Infinera公司也在努力通過(guò)40G技術(shù)創(chuàng)新解決成本、容量和傳輸距離之間的矛盾，預(yù)計(jì)將在今年晚些時(shí)候或明年發(fā)布新技術(shù)。
　　同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備供應(yīng)商還將推動(dòng)100G技術(shù)的創(chuàng)新，從而將延續(xù)DWDM的成功，并滿足全球用戶對(duì)通信服務(wù)越來(lái)越多的渴望。
摩爾定律對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展的影響
　　雖然我們可以通過(guò)指令并行、數(shù)據(jù)并行或者其他技術(shù)提高CPU的使用率，但對(duì)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)CPU的計(jì)算能力是一個(gè)硬瓶頸。CPU的能力是計(jì)算機(jī)能力的根本。摩爾定律就是對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的預(yù)言。伴隨隨著時(shí)間的發(fā)展，CPU的發(fā)展日新月異，AMD在2008年12月推出了號(hào)稱世界最強(qiáng)的“上?！碧幚砥?，相信這個(gè)最強(qiáng)也是暫時(shí)的。
　　對(duì)于摩爾定律，很多人認(rèn)為是對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)局限，但我們不妨把它看做是一種鼓勵(lì)，推動(dòng)著計(jì)算機(jī)的發(fā)展。不僅僅是在處理器方面，還存在在存儲(chǔ)等方面。
　　當(dāng)摩爾提出摩爾定律時(shí)，集成電路問(wèn)世剛剛6年。他所在的實(shí)驗(yàn)室也只能將50個(gè)晶體管和電阻集成在一個(gè)芯片上。摩爾當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)非常具有前瞻性。在計(jì)算機(jī)的發(fā)展過(guò)程中，在摩爾定律提出后的40年中，不斷有專家認(rèn)為芯片集成的速度已經(jīng)達(dá)到極限。不過(guò)事實(shí)證明，摩爾的預(yù)言總是準(zhǔn)確的。盡管翻一番的周期已經(jīng)從最初的12個(gè)月增加到了如今的18個(gè)月，但“摩爾定律”依然有效。
　　“摩爾定律”歸納了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。這40年里，計(jì)算機(jī)從神秘不可近的龐然大物變成多數(shù)人都不可或缺的工具，信息技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入無(wú)數(shù)個(gè)普通家庭，因特網(wǎng)將全世界聯(lián)系起來(lái)，多媒體視聽(tīng)設(shè)備豐富著每個(gè)人的生活。
　　這一切背后的動(dòng)力都是半導(dǎo)體芯片。如果按照舊有方式將晶體管、電阻和電容分別安裝在電路板上，那么不僅個(gè)人電腦和移動(dòng)通信不會(huì)出現(xiàn)，基因組研究到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造等新科技更不可能問(wèn)世。
　　“摩爾定律”還帶動(dòng)了芯片產(chǎn)業(yè)白熱化的競(jìng)爭(zhēng)。在紀(jì)念這一定律發(fā)表40周年之時(shí)，作為英特爾公司名譽(yù)主席的摩爾說(shuō)：“如果你期望在半導(dǎo)體行業(yè)處于領(lǐng)先地位，你無(wú)法承擔(dān)落后于摩爾定律的后果?！睆奈羧盏南赏镜浇裉斓挠⑻貭?、摩托羅拉、先進(jìn)微設(shè)備公司等，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞“摩爾定律”的競(jìng)爭(zhēng)像大浪淘沙一樣激烈。
　　毫無(wú)疑問(wèn)，“摩爾定律”對(duì)整個(gè)世界意義深遠(yuǎn)。在回顧40年來(lái)半導(dǎo)體芯片業(yè)的進(jìn)展并展望其未來(lái)時(shí)，信息技術(shù)專家們說(shuō)，在今后幾年里，“摩爾定律”可能還會(huì)適用。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，這一定律終將走到盡頭?！澳柖伞焙螘r(shí)失效？專家們對(duì)此眾說(shuō)紛紜。
　　美國(guó)惠普實(shí)驗(yàn)室研究人員斯坦·威廉姆斯說(shuō)，到2010年左右，半導(dǎo)體晶體管可能出現(xiàn)問(wèn)題，芯片廠商必須考慮替代產(chǎn)品。英特爾公司技術(shù)戰(zhàn)略部主任保羅·加吉尼則認(rèn)為，2015年左右，部分采用了納米導(dǎo)線等技術(shù)的“混合型”晶體管將投入生產(chǎn)，5年內(nèi)取代半導(dǎo)體晶體管。還有一些專家指出，半導(dǎo)體晶體管可以繼續(xù)發(fā)展，直到其尺寸的極限——4到6納米之間，那可能是2023年的事情。
　　專家們預(yù)言，隨著半導(dǎo)體晶體管的尺寸接近納米級(jí)，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運(yùn)行也難以控制，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠?！澳柖伞笨隙ú粫?huì)在下一個(gè)40年繼續(xù)有效。不過(guò)，納米材料、相變材料等新進(jìn)展已經(jīng)出現(xiàn)，有望應(yīng)用到未來(lái)的芯片中。到那時(shí)，即使“摩爾定律”壽終正寢，信息技術(shù)前進(jìn)的步伐也不會(huì)變慢。
　　
[1][2]基辛格規(guī)則