Опубликован: 16.07.2017 | Доступ: свободный | Студентов: 2356 / 1092 | Длительность: 26:49:00
Лекция 1:

Экономическая информация

Лекция 1: 123456 || Лекция 2 >

1.4. Экономические законы развития информационных технологий

1.4.1. Закон Гордона Мура

Гордон Мур (Gordon Moore), Chairman Emeritus of Intel Corporation). Закон Г. Мура оставался верным последние 40 лет, и, вероятно, он останется верным еще в течение по меньшей мере 15 лет.

Он гласит: "Вычислительная мощь микропроцессоров и плотность микросхем памяти удваивается примерно каждые 18 месяцев при неизменной цене".

История открытия закона. Журнал по электронике в 1965 г. попросил Гордона Мура предсказать развитие полупроводниковой индустрии на следующие 10 лет. Г. Мур проанализировал возможности существовавших в то время технологий и темпы усложнения полупроводниковых чипов. Далее он выполнил экстраполяцию на период 10 лет и получил сформулированную выше закономерность, предсказывающую появление очень сложных чипов с несколькими десятками тысяч транзисторов. Результаты данного анализа были представлены в соответствующей статье: Gordon E. Moore. Cramming more components onto integrated circuits. Electronics, Volume 38, Number 8, April 19, 1965.

Прогноз развития полупроводниковой промышленности (1965 г.) приведен на рис. 1.4-1.


Рис. 1.4-1.

Рост числа транзисторов (архитектура МП Intel) приведен в табл. 1.4-1.

Таблица 1.4-1. Рост числа транзисторов (архитектура МП Intel)
Процессоры Год выпуска Количество транзисторов
Intel 4004 1971 2 250
Intel 8008 1972 2 500
Intel 8080 1974 5 000
Intel 8086 1978 29 000
Intel 286 1982 120 000
Intel 386 1985 275 000
Intel 486DX 1989 1 180 000
Intel Pentium 1993 3 100 000
Intel Pentium II 1997 7 500 000
Intel Pentium III 1999 24 000 000
Intel Pentium IV 2000 42 000 000
Intel Itanium II 2002 220 000 000

Количество транзисторов в процессорах Intel (прогноз): как ожидается, в 2007 г. появятся процессоры с числом транзисторов один миллиард. Крейг Барретт в своем докладе на IDF Spring 2002 отметил, что в ближайшие 15 лет развитие полупроводниковых технологий позволит разработчикам процессоров реализовать следующие характеристики: 2 млрд транзисторов; тактовая частота процессоров достигнет 30 ГГц; 1 триллион инструкций в секунду; размер транзисторов - 10 нм (0,01 мкм); станет возможным использование подложек 18" (в настоящее время осуществляется переход с 8" на 12" пластины). Уменьшение расстояния между элементами на одной микросхеме является следствием развития технологических процессов их производства (табл.1.4-2).

Таблица 1.4-2. Эволюция технологических процессов
Наименование процесса Р854 Р856 Р858 Рхб0 Р1262 Р1264
Внедрение, год 1995 1997 1999 2001 2003 2005
Литография, нм 350 250 180 130 90 65
Длина затвора, нм 350 200 130 <70 <50 <35

В 80-е гг. рубеж в 1 мкм был успешно преодолен. В 90-е годы граница была отодвинута уже до 0,1 мкм (100 нм). В 2002 г. Intel уже демонстрирует чипы, созданные по технологии 0,09 мкм (90 нм). А сегодня речь уже идет о преодолении барьера в 0,01 мкм (10 нм).

Потребляемая мощность в процессорах Intel.

Патрик Гелсингер: "Мы предсказываем, что следующие 10 лет в первую очередь мы будем ограничены таким параметром, как мощность (power). В 2010 году мы планируем процессор с частотой 30 ГГц, с 10 миллиардами транзисторов, технология 20 нм или еще меньше. Все это принесет просто сногсшибательное быстродействие. Но следует вспомнить, что мы очень плавно двигались от 1 Вт до 10 Вт, затем от 10 до 100 Вт. И мы на пути от 100 Вт до 1000 Вт. А за 1000 идет 10000". В этом заключается экспоненциальный рост, который великолепно работает как за, так и против.

Плотность энергии в процессорах Intel.

Еще сложнее, когда такая мощь приходится на очень маленькую площадь, тогда речь идет о плотности мощности. Проведем некоторые аналогии: если в конце 80-х гг. это было просто горячая плита, а в середине грядущего десятилетия это ядерный реактор, в конце это уже сопло ракеты, а в перспективе это поверхность Солнца (рис. 1.4-2)

Потребляемая мощность в процессорах Intel

Рис. 1.4-2. Потребляемая мощность в процессорах Intel

Закон Гордона Мура.

Г. Мур заметил, что приблизительно каждые 1,5 года расстояния между элементами на одном кристалле сокращаются примерно на 30%. Следовательно, количество элементов на таком кристалле удваивается 2 x (70% x 70% = 50%). Рост числа элементов на одном кристалле сопровождается, как правило, и ростом его производительности, которая определяется тактовой частотой. Выпуск новой модели микропроцессора происходит в среднем каждые 3-5 лет, а его производительность возрастает в 2-4 раза.

Стоимость нового микропроцессора на рынке постоянна и составляет от 500 до 800 долларов. Следовательно, можно говорить не только о росте числа элементов на одном кристалле, но и об уменьшении цены на микропроцессоры одинаковой производительности (рис. 1.4-3).

Уменьшение цены на микропроцессоры одинаковой производительности

Рис. 1.4-3. Уменьшение цены на микропроцессоры одинаковой производительности

Следствия, вытекающие из закона Г. Мура:

Закон Артура Рока.

Артур Рок (Arthur Rock), известный своей склонностью к участию в рискованных предприятиях, в 1968 г. помог основать корпорацию Intel. Закон А. Рока - это всего лишь маленькое дополнение к закону Мура: "Стоимость основных фондов, используемых в производстве полупроводников, удваивается каждые четыре года".

Закон Билла Макрона.

Билл Макрон (Bill Machrone) - редактор Yahoo! Internet Life. В основе закона Б. Макрона лежит закон Г. Мура. Закон этот гласит: "Машина (PC), которая бы Вас полностью устроила, никак не может стоить меньше - $5000".

Лекция 1: 123456 || Лекция 2 >
валентина петрашева
валентина петрашева
rozybayev kemal
rozybayev kemal