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ムーアの法則と技術の指数関数的成長

Electrical4u
フィールド: 基本電気
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China

ムーアの法則とは何か

ムーアの法則 は、集積回路(IC)内のトランジスタの数が約2年ごとに倍増するという観察結果を指します。トランジスタ および 集積回路 の技術が指数関数的に成長する理由としてしばしば引用され、「指数関数的成長の法則」とも呼ばれます。

ムーアの法則は、インテルの共同創業者であるゴードン・ムーアにちなんで名付けられました。ムーアは、集積回路の発明以来、トランジスタの数が毎年倍増していることを観察しました。ムーアは雑誌『エレクトロニクス』に「集積回路上の部品の詰め込み」というタイトルの記事を執筆し、その発見を説明しました(ソース)。この発見は電子産業で広く受け入れられ、ムーアの法則と呼ばれることになりました。

短期的には部品の詰め込みが続くと考えられていましたが、長期的な増加率には少し不確実性がありました。しかし、その増加率はほぼ一定でした。当初、ムーアはIC内のトランジスタの数が毎年倍増すると予測していました。1975年の国際電子デバイス会議で、ゴードン・ムーアの予測は修正されました。1980年以降、倍増は2年に1回に減速すると決定されました。



ムーアの法則グラフ



このデータの推定は、半導体産業で長年使用されてきました。長期計画の方向性を示し、研究と進歩の目標を設定するために使われています。あなたのラップトップ、カメラ、電話など、あらゆるデジタル電子機器は、ムーアの法則と深く結びついています。ムーアの法則は、産業界の目標となり、技術のタイムリーな進歩を確保しました。

教育、健康、3Dプリント、ドローンなど、さまざまな分野で社会はこの進歩から大きな恩恵を受けました。今では、30年前には高価な大型コンピュータでしか行えなかったことが、初心者向けArduinoキットを使って行うことができます。

1975年のIEEE国際電子デバイス会議で、ムーアはこの指数関数的成長に寄与すると考えられるいくつかの要因を概説しました:

  • 技術の改善により、欠陥の可能性が大幅に減少しました。

  • これとダイサイズの指数関数的増加が組み合わさることで、チップ製造者は更大的な領域で作業でき、生産効率を損なうことなく生産することが可能になりました。

  • 達成可能な最小寸法の開発

  • 回路上のスペースの節約は、回路の工夫と呼ばれ、どのように賢いコンポーネントが配置されるかを最適化し、最終的に空間の最適利用を見つけることです。

主要な促進要因

科学者やエンジニアたちの数々の革新なしでは、ムーアの法則は実現不可能でした。以下は、ムーアの法則を可能にする要素のタイムラインです。

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1947年 ジョン・バーディンウォルター・ブラッティン 最初の動作するトランジスタを製作

1958年 ジャック・キルビー テキサス・インスツルメンツ 統合の原理を特許取得 し、最初の集積回路のプロトタイプを作成し、商業化しました。
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