Hardware

Moores lov er død – leve chip-revolutionen!

Den hastige udvikling af processorkapaciteten, som er foregået i løbet af flere årtier, går nu langsommere. Det handler ikke længere om blot at forøge komponenttætheden på en chip.

Den er fra 1965. Moores lov.
Gordon Moore var forskningsdirektør for Fairchild Semiconductors, da magasinet Electronics Magazine bad ham om at forudsige udviklingen de næste 10 år. Moore bemærkede, at antallet af komponenter på en mikrochip hidtil var fordoblet hvert år, og han forudså, at det også ville ske de næste 10 år.
I løbet af de næste 10 år var Moore blandt andet med til at stifte Intel, og i 1975 reviderede han sin observation til, at fordoblingen af transistorer sker hvert andet år.
Selvom loven selvfølgelig ikke er naturgiven, blev den en målestok for chip-producenterne. I sådan en grad, at chip-industriens brancheorganisation, Semiconductor Industry Association (SIA), begyndte at udarbejde roadmaps for chip-udviklingen baseret på Moores lov. 
”More Moore” var mantraet, når brancheorganisationens medlemmer som Intel, AMD, Samsung og IBM planlagde de kommende års chip-produktion. 

Det gik godt i mange år, men de seneste år har det knebet for producenterne med at skrumpe chip-komponenterne med den nødvendige hastighed for at kunne leve op til Moores lov. Den menneskeskabte lov støder simpelthen hovedet imod fysiske naturlove. I produktionen af de nyeste chips, hvor de enkelte chip-komponenter blot er 14 nanometer store (eller rettere små), anvendes lys med en bølgelængde på 193 nanometer. 

Det er muligt med diverse produktionstekniske krumspring, men det gør følgelig fremstillingsprocessen kompliceret, dyr og sårbar for forsinkelser. Eksempelvis var Intels 14 nanometer-baserede Broadwell forsinket, og det samme er tilfældet med den kommende Cannonlake-chip baseret på 10 nanometer-teknologi, som indtil videre er forsinket et år.
Samtidig lurer kvantemekaniske kvabbabelser i horisonten. Kommer man ned på 2-3 nanometer-teknologi, udgøres en enkelt transistor blot af 10 atomer, hvilket introducerer kvantemekaniske usikkerheder, der reelt gør komponenterne upålidelige.
Derudover er der problemet med at komme af med den ekstra varme, som en fordobling af chip-komponenterne uundgåeligt afgiver. 

Ikke mere Moore

Forrige år meldte SIA så ud, at ”More Moore”-paradigmet fremover erstattes af ”More than Moore”. Det er ikke kun en leg med ord, men afspejler den retning, som SIA ser for chip-udviklingen - en udvikling, som blandt andet påvirkes af tablets, smartphones og IoT-devices. Her handler det ikke kun om at øge komponenttætheden, men også om at mindske energiforbruget samt at integrere analoge komponenter for GPS og wi-fi. Selv integration af elektromekaniske komponenter som accelerometer og gyroskop er noget, som SIA fremover forventer bliver mere relevant for chip-fabrikanterne. I den udvikling er der flere ting at tage hensyn til end blot slavisk at forøge komponenttætheden på en chip.

Mens udviklingen inden for især forbrugerelektronik giver anledning til nye chip-designkrav, kommer der også nye krav til chip-fabrikanterne fra cloud-leverandørerne. Her er det især udviklingen inden for AI, specifikt machine learning, som fremtvinger nye specialiserede chip-arkitekturer. På de næste par sider ser vi nærmere på chip-teknologier i en verden, hvor Moores lov er trådt ud af kraft, men hvor chip-teknologien stadig udvikler sig.

botMessage_toctoc_comments_9210