Moore Yasası Nedir ve İnsanlar Neden Öldüğünü Söylüyor?

Intel'in kurucu ortağı Gordon Moore, Moore Yasası'ndan sorumlu kişidir. Entegre devrelerin transistör yoğunluğunun her iki yılda bir ikiye katlandığı Moore'un yaptığı bir gözlemdir. Bazıları Moore Yasasının artık öldüğünü söylüyor, ama neden?

Moore Yasası Ne Diyor?

Gordon Moore ilk gözlemini 1965'te yaptı:

“Asgari bileşen maliyetlerinin karmaşıklığı yılda kabaca iki kat arttı. Elbette kısa vadede bu oranın artması beklenemezse de devam etmesi beklenebilir. Uzun vadede, artış oranı biraz daha belirsiz, ancak en az 10 yıl boyunca neredeyse sabit kalmayacağına inanmak için hiçbir neden yok.” – Gordon Moore, entegre devrelere daha fazla bileşen sıkıştırıyor .

Bu birkaç şekilde yorumlanabilir, ancak iki şeyi ima eder. İlk olarak, (o zamanlar) en temel Entegre Devre (IC), transistör yoğunluğunu her yıl ikiye katlardı. İkincisi, bu aynı zamanda en düşük maliyet seviyesinde de geçerli olacaktır. Dolayısıyla, belirli bir boyutta bir IC üretme maliyeti zaman içinde sabit kalırsa (enflasyon dikkate alındığında), bu, transistör başına maliyetin her iki yılda bir yarıya ineceği anlamına gelir.

Bu, "buğday ve satranç tahtası problemi" tarafından gösterilen şaşırtıcı bir üstel büyüme düzeyidir; burada ilk kareye bir buğday (veya pirinç) tanesi koyarsanız ve ardından her ardışık kare için miktarı ikiye katlarsanız, iyi durumda olursunuz. 64 karede 18 kentilyondan fazla tane!

Moore daha sonra gözlemini revize ederek süreyi on sekiz ayda bir ve sonunda iki yılda bir olacak şekilde genişletti. Dolayısıyla, transistör yoğunluğu hala iki katına çıkarken, hız yavaşlıyor gibi görünüyor.

Aslında Kanun Değil

Moore'un "Yasası" olarak adlandırılmasına rağmen, kelimenin tam anlamıyla bir yasa değildir. Başka bir deyişle, yerçekimi gibi şeylerin nasıl çalıştığını açıklayan bir doğa yasası gibi değil. Bu, tarihsel eğilimlerin geleceğe yönelik bir gözlemi ve projeksiyonudur.

Ortalama olarak, Moore Yasası 1965'ten beri yürürlüktedir ve bazı açılardan, yarı iletken endüstrisinin yolunda olup olmadığını kabaca söylemek için bir ölçüttür, ancak bunun doğru olması veya süresiz olarak doğru kalması için hiçbir neden yoktur.

Performansta Transistör Yoğunluğundan Daha Fazlası Var

Transistör, CPU gibi yarı iletken bir cihazın temel bileşenidir. Mantık kapıları gibi cihazların, verilerin ikili kodda yapılandırılmış şekilde işlenmesine izin veren transistörlerden yapılmıştır.

İLGİLİ Yarı İletken Nedir ve Neden Bir Eksiklik Vardır?

Teorik olarak, belirli bir alana sığdırabileceğiniz transistör sayısını ikiye katlarsanız, gerçekleşebilecek işlem miktarını da ikiye katlarsınız. Ancak, sadece kaç tane transistörünüz olduğu değil, onlarla ne yaptığınız da önemlidir. Mikroişlemciler, videonun kodunu çözmek veya makine öğrenimi için gereken özel matematiği yapmak gibi belirli işlem türlerini hızlandırmak için özel tasarımlarla verimlilikte birçok gelişme elde etti.

Transistörleri küçültmek, genellikle önceki nesilden aynı miktarda işlem gücü için daha az güç kullanırken daha yüksek çalışma frekanslarına ulaşmak anlamına da gelir. Moore Yasası, transistör yoğunluğuyla sınırlıdır, ancak transistör yoğunluğu ile performans arasındaki ilişki doğrusal değildir.

Ne demek "Öldü"?

Yıllar geçtikçe, "Moore Yasası öldü" ifadesi birkaç kez söylendi ve bunun doğru olup olmadığı sizin bakış açınıza bağlıdır. Transistör yoğunlukları hala ikiye katlanıyor, ancak Moore zaman çerçevesini birkaç kez revize ettiği için daha yavaş bir hızda.

Bazılarının yasanın öldüğünü iddia etmesinin nedeni, transistör yoğunluğunun hala ikiye katlanmaması değil, transistörlerin maliyetinin yarıya inmemesidir. Başka bir deyişle, artık bir ikiye katlama döngüsünden sonra aynı paraya iki kat daha fazla transistör alamazsınız.

Bunun olmasının önemli bir nedeni, transistörleri ne kadar küçültebileceğimizin sınırlarına yaklaşıyor olmamızdır. Yazma sırasında, 5nm ve 3nm üretim süreçleri mevcut ve yeni nesil teknolojidir. Mümkün olanın nihai sınırına doğru ilerledikçe, sorunların sayısı ve bunların üstesinden gelmenin maliyeti muhtemelen artacaktır.

İLGİLİ 5nm Çip Nedir ve 5nm Neden Bu Kadar Önemli?

Bununla birlikte, transistörlerin fiyatlarının eskisi gibi yarıya inmemesi, performansın ikiye katlanmadığı veya fiyatın yarıya inmediği anlamına gelmez. Unutmayın, transistör sayısı performansın yalnızca bir parçasıdır. Daha yüksek saat hızlarına ulaşıyoruz, tek bir işlemci birimine daha fazla çekirdek sığdırıyoruz, transistörlerimizle daha fazlasını yapıyoruz ve makine öğrenimi gibi belirli işleri hızlandırabilecek yeni silikonlar yaratıyoruz. Bu genişletilmiş anlamda, Moore Yasası'nın içinde hala yaşam vardır, ancak orijinal haliyle, yaşam desteği üzerindedir.

Moore Yasası Bazen Ölmeli

Hiç kimse Moore'un transistör yoğunluğu ve maliyeti hakkındaki gözleminin sonsuza kadar geçerli olacağına inanmadı. Ne de olsa, üstel grafik, sonunda sonsuz transistör yoğunluğuna ve bilgi işlem performansına doğru yönelecektir. Herkesin bildiği kadarıyla, bu aslında mümkün değil ve bugün bildiğimiz şekliyle yarı iletken elektroniği kullanmanın mümkün olması özellikle olası değil.

İstenmeyen kuantum etkileriyle mücadele eden modern işlemcilerdeki küçük bileşenlerle ilgili halihazırda çok sayıda zorluk var. Bir noktada, elektronları artık minik devrelerinizin içinde tutamazsınız, bu yüzden şeyleri küçültmeye çalışmak bir tuğla duvara çarpar.

Bu noktada, fotonik gibi başka bir bilgi işlem altyapısına geçmenin zamanı gelebilir, ancak transistörleri küçültmeyi gerektirmeyen yarı iletkenlerden daha fazla performans elde etmenin muhtemelen sayısız yolu vardır.

AMD'nin yongacık tasarımları veya Apple'ın tek bir sistemmiş gibi çalışan mega CPU'lar yapmak için temel yongalarını birbirine yapıştırma stratejisi gibi birden çok küçük işlemciden büyük işlemciler oluşturmanın uygun maliyetli yollarını şimdiden görüyoruz. Dikey ve yatay olarak iletişim kuran mikroçip bileşen katmanlarıyla 3D devrelere sahip CPU'lar oluşturma fikrinde potansiyel var.

Transistör yoğunluğunun nihai sınırı her geçen gün daha da yaklaşıyor gibi görünse de, ulaşılabilir bilgi işlem gücünün gerçek sınırı hala açık bir sorudur.

İLGİLİ: Devasa Süper Bilgisayarlar Hala Var. İşte Bugün Ne İçin Kullanılıyorlar?