Մորի Օրենք

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Տրանզիստորի քանակի գրաֆիկը ընդդեմ լույս տեսնելու թվականը: Կորը ցույց է տալիս, որ քանակը ամեն երկու տարի երկնապատկվում է:

Մորի Օրենքը (անգլերեն՝ Moore's Law) նկարագրում է մի հեռանկարային միտում հաշվողական ապարատային ապահովման պատմության մեջ: 1958 թվականին ինտեգրալ սխեմայի ստեղծումից սկսված, այն տրանզիստորների քանակը, որոնք կարող են էժանորեն ինտեգրալ սխեմայի վրա տեղավորվեն աստիճանացուցորեն ավելացել է, ամեն երկու տարի մեկ երկնապատկվելով:[1]

Միտումը առաջին անգամ նկատվել էր Intel-ի համահիմնադիր՝ Գորդոն Մորի կողմից, 1965 թվականի մի հոդվածում:[2][3][4] Դա շարունակվեց մոտ կես դար, և 2005 թվականին չէր սպասվում որ գոնե մի տասամյակում էլ կանգ առնի:[5]

Թվային էլեկտրոնային սարքերի ընդունակությունների մոտավորապես ամեն չափանիշը խստորեն կապված է Մորի Օրենքից՝ մշակման արագությունը, հիշողության հզորությունը, նույնիսկ թվային կինոապարատների պիկսելների քանակը և չափը:[6] Բոլոր սրանք էլ (մոտավորապես) աստիճանացուցորեն արագությամբ են բարելավվում:[7] Սա դրամատիկորեն ավելացրել է թվային էլեկտրոնիկայի օգտակարությունը՝ համաշխարհային տնտեսման մոտավորապես ամեն հատվածում:[8] Մորի Օրենքը նկարագրում է այս ուշ 20-րդ դարի և վաղ 21-րդ դարի վարող ուժը:

Պատմություն[խմբագրել]

Համակարգչի ուժի ավելացման կանխագուշակումներ եղել էին տարիներ նախքան Մորը հրատարակեց իր դիտարկումը: Ալեն Տուրինգը մի 1950 թվականի հոդվածում կանխաբանել էր, թե մինչև դարի փոխվելը համակարգիչները միլիարդավոր բառերի հիշողություն կունենան:[9] Մորը կարելի է լսած լինի Դուգլաս Էնգելբարտին, ժամանակակից մեխանիկական համակարգչային մկնիկ համաստեղծողի լեկցիային, ով բացատրում էր ինտեգրալ սխեմայի նախագծված ցածրամասշտապավորելու մասին:[10]

Մորի սկզբնական շարադրանքը, որ տրանզիստորների քանակը ամեն երկու տարի երկնապատկվել էր կարելի է գտնել իր հրատարակած «Ավելի բաղադրիչներ սեղմել ինտեգրալ սխեմաների վրա» հոդվածում, Electronics Ամսագիր 19 ապրիլի 1965՝

Aquote1.png Բարդությունը ամենաքիչ բաղադրիչների արժեքների համար աճել է մոտավորապես երկու անգամ տարվա մեջ արագությամբ... Վստահաբար կարճ ժամանակում այս արագությունը կարելի է սպասել որ շարունակվի, եթե չբարձրանա: Ավելի երկար ժամանակաշրջանում, աճման արագությունը մի քիչ ավելի անվստահ է, թեև պարճառ չկա չհավատալու, որ գոնե 10 տարի մոտավորապես հաստատուն կմնա: Դա նշանակում է, որ մինչև 1975 թվականը, ամեն ինտեգրալ սխեմայի բաղադրիչների քանակը ամենաքիչ արժեքի համար մոտավորապես 65,000 հատ է լինելու: Ես հավատացած եմ, որ այդպիսի մի մեծ սխեմա կարելի է կառուցել միայն մի տակդիրի վրա:
— Մոր[2]
Aquote2.png


«Մորի Օրենք» տերմինը առաջին անգամ օգտագործվեց 1970 թվականի մոտ, Կալտեքի պրոֆեսոր, VLSI-ի առաջնորդ, և ձեռնարկատեր Կարվեր Միդի կողմից:[3][11]

Մորը թեթևակիորեն փոխեց օրենքի ձևակերպումը ժամանակը ընթացքում, հետահայացորեն սատարելով Մորի Օրենքի ընկալված ճշգրտությունը:[12] Ամենանշելին այն, որ 1975 թվականին փոխեց իր նախագծումը, ըստ որի նա երկնապատկվում է ամեն «երկու տարի»:[13]

Չնայած ժողովրդական թերահասկացության, նա անդրդված է, որ նա չի կանխաբանել երկնապատկվել «ամեն 18 ամսում»: Սակայն, մի Intel-ի համագործակից տրանզիստորների գործողության աճը ներառել էր՝ եզրակացնելու թե ինտեգրալ սխեմաները «գործողության» մեջ են երկնապատվում ամեն 18 ամիս:[14]

2005 թվականի ապրիլին, Intel-ը առաջարկեց $10,000, Electronics Ամսագրի մի բնագիր պատճեն գնելու համար:[15] Դեյվիդ Կլարքը, մի ճարտարագետ, որն ապրում է Միացյալ Թագավորությունում, առաջինն էր նրա մի պատճեն ճարելու և նրան Intel-ին առաջարկելու համար:[16]

Ուրիշ բանաձևեր և նույնպիսի օրենքներ[խմբագրել]

Թվային տեխնոլոգիայի շատ չափանիշներ բարելավվում են Մորի Օրենքին վերաբերվող աստիճանացուցային արագությամբ: Դրանց շարքում են բաղադրիչների չափը, արժեքը, խտությունը և արագությունը: Մորը անձնապես միայն գրել էր ամենաքիչ արժեքին բաղադրիչների (կամ տրանզիստորների) խտության մասին:

Ամեն մի ինտեգրալ սխեմայի տրանզիստորներ: Ամենահասարակամատչելի բանաձևը այն է, որ ինտեգրալ սխեմաների վրայի տրանզիստորները ամեն երկու տարի երկնապատկվում են: 1970-ականների վերջում, Մորի Օրենքը ճանաչվեց իբրև ամենաբարդ չիփերի վրայի տրանզիստորների քանակի սահմանը: Վերջին միտումերը ցույց են տալիս, որ այդ արագությունը պահպանվել է մինչև 2007 թվականը:

Անձնական համակարգչի կարծրապնակի հզորությունը (GB-ով) ժամանակի ընթացքում: Գրաֆիկը լոգարիթմական է, դրա համար էլ սազեցված գիծը պատկանում է աստիճանացուցային աճին:

Ամեն մի տրանզիստորի՝ ամենաքիչ արժեքի խտություն: Սա այն բանաձևն է, որ տրվել է Մորի 1965 թվականի հոդվածում:[2] Դա միայն այն տրանզիստորների խտության մասին չէ, որ հասանելի է, այլ տրանզիստորների այն խտության մասին, որում՝ ամեն տրանզիստորի գինը ամենաքիչն է:[17] Հենց որ ավելի տրանզիստորներ են տեղադրվում մի չիփի վրա, ամեն տրանզիստորի սարքելու գինը պակասում է, իսկ որևէ թերության պատճառով չիփի չաշխատելու հավանականությունը բարձրանում է: 1965 թվականին, Մորը քննարկեց տրանզիստորների այն խտությունը, որում գինը ամենաքիչն է լինում, և նկատեղ թե, քանի որ տրանզիստորները լուսավիմագրության առաջանալու շնորհիվ փոքրանում են, խտությունը ավելանում է «մոտավորապես երկու անգամ տարվա մեջ արագությամբ»:[2]

Ամեն մի տրանզիստորի գինը: Այնպես որ տրանզիստորների չափերն է պակասել, պակասել է նաև ամեն մի տրանզիստորի գինը: Սակայն, «ամեն մի մակերեսային միավորի արտադրման գինը» միայն բարձրացել է ժամանակի ընթացքում, քանի որ նյութերի և էներգիայի ծախսը ամեն մի մակերեսային տարածքի միայն ավելացել է ամեն հաջորդող տեխնոլոգիայի հանգույցով:

Ամեն մի ծախսի միավորի հաշվողական գործողությունը: Այնպես որ տրանզիստորների չափը փոքրանում է, նաև նրանց գործելու արագությունն է ավելանում: Նաև տարածված է, որ Մորի Օրենքը մեջբերեն՝ նշելու արագորեն շարունակվող առաջադիմությունը հաշվողական գործողության՝ ամեն մի ծախսի միավորի դիմաց, որովհետև տրանզիստորի քանակի ավելացումը նաև համակարգչի մշակման գործողության կոպիտ չափանիշ է: Այս հիման վրա, համակարգչի գործողությունը ամեն մի ծախսի միավորի դիմաց երկնապատվում է ամեն 24 ամիս մեկ անգամ:

Ուժի սպառում: Համակարգչային հանգույցների էներգիայի սպառումը երկնապատկվում է ամեն 18 ամիս մեկ անգամ:[18]

Ամեն ինֆորմացիայի միավորի դեմ կարծրապնակի հիշողության գինը: Մի նմանատիպ օրենք (երբեմն Կրայդերի Օրենք անվանմամբ) վարում է կարծրապնակի հիշողության ծախսը ամեն մի ինֆորմացիայի միավորի համար:[19] Պնակի հիշողության առաջադիմությունը նախկին տասամյակներում իսկականում մեկ անգամից ավելին է արագացել, որը պատկանում է սխալ ուղղող կոդերին, մացնիսադիմադրողական էֆեկտին և հսկա մագնիսադիմադրոթական էֆեկտին: Ներկա Կարծրապնակի հզորության ավելանալը մոտավորապես նման է տրանզիստորների քանակի ավելացման: Վերջին միտումները ցույց են տալիս, որ արագությունը պահպանվել է մինչև 2007:

Պիկսելներ ամեն դոլարի համար, ըստ Կոդակ թվային կինոապարատների Ավստրալիական խորհուրդ տրված մանրածախային գինը

RAM-ի հիշողության հզորություն: Մի ուրիշ տարբերակ նշում է թե RAM-ի հիշողության հզորությունը ավելանում է մշակման ուժի նույն արագությամբ:

Ցանցի հզորություն: Ըստ Գերալդ Բաթերզի,[20][21], Lucent Optical Networking Group-ի նախկին տնօրենը Bell Labs-ում, կա մի ուրիշ տարբերակ՝ Բաթերզի Ֆոտոնիկա Օրենքի անունով,[22] մի բանաձև, որ գիտակցաբար զուգահեռում է Մորի Օրենքի հետ: Բաթերզի Օրենքը[23] ասում է, որ այն տվյալների քանակը, որ ամեն ամիս դուրս են գալիս օպտիկական մանրաթելից ամեն ին ամիս մեկ երկնապատկվում է: Ուրեմն, մեկ բիթի հաղորդման ծախսը մի օպտիկական ցանցի վրայով ամեն ին ամիս մեկ կիսվում է: Ալիքի երկարության բաժանմամբ մուլտիպլեքսավորումը (երբեմն "WDM" անվանմամբ) 100 անգամով բարձրացրեց այն հզորությունը, որ կարելի էր մի միայնակ մանրաթելի վրա դնել: Օպտիկական ցանցայինությունը և DWDM-ը արագորեն պակասացնում են ցանցայինության գինը, և ավելի առաջադիմությունը սպասելի է: Այդ պատճառով, մեծաքանակ տվյալների երթևեկության գինը տապալվեց կետ-կոմ պղպջակում: Նիելսենի Օրենքը ասում է՝ թե օգտվողներին առկա թողարկման շերտը տարեկան 50% ավելանում է:[24]

Ամեն դոլարի դիմաց պիկսելներ: Նույնպես, Ավստրալիայի Կոդակի Բերի Հենդին ներկայացրել է «պիկսելներ ամեն դոլարի դիմաց» գրաֆիկը որպես թվային կինոապարատի մի հիմնական չափանիշ, որը ցույց է տալիս այս շուկայի պատմական գծայնությունը (չափաքանոնի վրա) և թվային կինոապարատի գնի և լուծելիության աստիճանի ապագա միտումը:

Աղբյուրներ[խմբագրել]

  1. Թեև սկզբում դա հաշվվել էր, որ ամեն տարի է երկնապատկվում,[1] Մորը հետագայում կատարելագործեց իր հաշվարկի ժամանակաշրջանը՝ ամեն երկու տարում:[2] Հաճախ անճշտորեն մեջբերումներ են լինում՝ թե դա ամեն 18 ամիս է երկնապատկվում, ինչպես Դեյվիդ Հաուսը, մի Intel-ի գործադիր նշեց չիփի գործողության բարձրանալու համար: Իրական ժամանակաշրջանը մոտ 20 ամիս էր:[3]
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Moore, Gordon E. (1965)։ «Ավելի բաղադրիչներ սեղմել ինտեգրալ սխեմաների վրա (անգլերեն)» (PDF)։ Electronics Magazine։ էջ՝ 4։ ftp://download.intel.com/museum/Moores_Law/Articles-Press_Releases/Gordon_Moore_1965_Article.pdf։ 
  3. 3,0 3,1 «Քաղվածքներ մի խոսակցությունից Գորդոն Մորի հետ՝ Մորի Օրենքը (անգլերեն)» (PDF)։ Intel Corporation։ 2005։ էջ՝ 1։ ftp://download.intel.com/museum/Moores_Law/Video-Transcripts/Excepts_A_Conversation_with_Gordon_Moore.pdf։ 
  4. «1965 - «Մորի Օրենքը» կանխաբանում է ինտեգրալ սխեմաների ապագան (անգլերեն)» (html)։ Computer History Museum։ 2007։ http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1965-Moore.html։ 
  5. Kanellos, Michael (19 April 2005)։ «Նոր կյանք Մորի Օրենքի համար (անգլերեն)»։ cnet։ http://news.cnet.com/New-life-for-Moores-Law/2009-1006_3-5672485.html։ 
  6. Նաթան Միհրվոլդ (7 Հունիս 2006). «Մորի Օրենքի հետևանք՝ Պիկսելի ուժ (անգլերեն)». New York Times. http://www.nytimes.com/2006/06/07/technology/circuits/07essay.html. 
  7. Տես Ուրիշ բանաձևեր և նույնպիսի օրենքներ
  8. Հոդվածներ, որոնք Մորի Օրենքի տարածված ազդեցության մասին են խոսում ընդհանուր առմամբ՝
  9. Կաղապար:Turing 1950
  10. NY Times-ի հոդված 17 Ապրիլ 2005
  11. «Մորի Օրենքի Տեխմիկական Ազդեցությունը (անգլերեն)»։ IEEE solid-state circuits society newsletter։ 2006։ http://www.ieee.org/sscs-news։ 
  12. Էթան Մոլիք (2006)։ «Մորի Օրենքի Հիմնադրումը (անգլերեն)»։ IEEE Annals of the History of Computing։ http://www2.computer.org/portal/web/csdl/doi/10.1109/MAHC.2006.45։ 
  13. Մոր, Գ.Է. (1975)։ «Առաջադիմություն թվային ինտեգրալ էլեկտրականությունում (անգլերեն)»։ http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=1478174։ 
  14. Դրանով հանդերձ, որ հաճախ սխալմամբ մեջբերվում է, թե ամեն 18 ամիս է երկնապատվում, Intel-ի պաշտոնական Մորի Օրենքի էջը, ինչպես նաև մի հարցազրույց Գորդո Մորի հետ, նշում են լե ամեն երկու տարում է:
  15. Michael Kanellos (2005-04-12)։ «$10,000 վարձատրություն Մորի Օրենքի բնագրի համար (անգլերեն)»։ CNET News.com։ http://news.zdnet.co.uk/0,39020330,39194694,00.htm։ 
  16. «Մորի Օրենքի բնագիր պատճենը ճարվել է (անգլերեն)Moore's Law original issue found»։ BBC News Online։ 2005-04-22։ http://news.bbc.co.uk/nolpda/ukfs_news/hi/newsid_4472000/4472549.stm։ 
  17. Մորի Օրենքի հասկանալը (անգլերեն)
  18. Վու-Չեն Ֆենգ (Հոկտեմբեր 2003). «Պատճառաբանություն արդյունավետ գերհաշվարկման համար (անգլերեն)». ACM Queue 1 (7). http://www.acmqueue.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=80&page=1. 
  19. Վալտեր, Չիպp (2005-07-25). «Կրայդերի Օրենք». Scientific American ((Verlagsgruppe Georg von Holtzbrinck GmbH)). http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=000B0C22-0805-12D8-BDFD83414B7F0000&ref=sciam&chanID=sa006. 
  20. Forbes.com - ProՊատկեր - Գերալդ Բաթերզը մի հաղորդակցության արդյունաբերության վետերան է (անգլերեն)
  21. LAMBDA OpticalSystems - Տնօրենների խորհուրդ - Գերի Բաթերզ
  22. Այնպես որ մենք կարելի է հաղորդակցվենք (անգլերեն)
  23. Ցանցի երթևեկումը մանր հայելիներով արագացնել (անգլերեն)
  24. Նիելսենի Համացանցային Թողարկման Շերտի Օրենք (անգլերեն)