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)