ما هو قانون مور؟

يفترض قانون مور أن عدد الترانزستورات لكل بوصة مربعة في دائرة متكاملة يتضاعف كل عامين. على الرغم من أن مضاعفة الترانزستورات تزيد من قوة أجهزة الكمبيوتر، فإن تكلفة أجهزة الكمبيوتر تنخفض إلى النصف. وفي هذا المقال سنذكر ما هو قانون مور؟

ما هو قانون مور؟

قانون مور هو الملاحظة التي مفادها أنه على مدار تاريخ أجهزة الحاسوب، يتضاعف عدد الترانزستورات في الدوائر المتكاملة كل عامين تقريبًا. الفترة التي يُشار إليها غالبًا بـ "18 شهرًا" ترجع إلى ديفيد هاوس التنفيذي في إنتل، الذي توقع تلك الفترة لمضاعفة أداء الرقائق. سُمي القانون على اسم المؤسس المشارك لشركة Intel Gordon E. Moore، الذي وصف هذا الاتجاه في ورقته البحثية عام 1965. وأشارت الورقة إلى أن عدد المكونات في الدوائر المتكاملة قد تضاعف كل عام منذ اختراع الدائرة المتكاملة عام 1958 حتى عام 1965 وتوقع أن يستمر هذا الاتجاه "لمدة عشر سنوات على الأقل". لقد ثبت أن تنبؤاته دقيقة بشكل غير معقول، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن القانون يُستخدم الآن في صناعة أشباه الموصلات لتوجيه التخطيط طويل الأجل ولتحديد أهداف البحث والتطوير. ترتبط إمكانيات العديد من الأجهزة الإلكترونية الرقمية بقوة بقانون مور: سرعة المعالجة وسعة الذاكرة وأجهزة الاستشعار وحتى عدد وحجم البيكسل في الكاميرات الرقمية. كل هذه تتحسن بمعدلات. أدى هذا التحسن الهائل إلى تعزيز تأثير الإلكترونيات الرقمية بشكل كبير في كل قطاع من قطاعات الاقتصاد العالمي تقريبًا. يصف قانون مور القوة الدافعة للتغيير التكنولوجي والاجتماعي في أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.

تاريخ قانون مور

في عام 1965، نشر جوردون مور، مدير مختبرات البحث والتطوير في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات، مقالًا بعنوان "حشر المزيد من المكونات في الدوائر المتكاملة"، حيث توقع أنه سيكون من الممكن تضمين مكونات تساوي 65000 على الموصلات بمجلة إلكترونيات، حدد مور عدة عوامل لدعم تنبؤاته، مثل قدرة التحجيم للموصلات ذات أكسيد المعادن والاتجاهات الناشئة في تصنيع الرقائق.

في عام 1975، نشر كارفر ميد، الأستاذ في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، تنبؤات مور على أنها قانون مور، وهي مقبولة على نطاق واسع في الصناعات التحويلية للموصلات. إن تصغير الموصلات دون زيادة استهلاك الطاقة هو المفهوم الأساسي وراء قانون مور.

قانون مور في العمل

المعالجات الموجودة على رقاقة "Penryn" ذات البوابة المعدنية عالية الجودة القائمة على تقنية الهافنيوم 45 نانومتر من Intel والتي تم تصويرها باستخدام معالج Intel Pentium الأصلي. باستخدام صيغة ترانزستور جديدة تمامًا، تشتمل المعالجات الجديدة على 410 ملايين ترانزستور لكل شريحة ثنائية النواة، و820 مليوناً لكل شريحة رباعية النواة. يحتوي معالج Intel Pentium الأصلي فقط على 3.1 مليون ترانزستور.

توقع مور أن هذا الاتجاه سيستمر حتى منتصف عام 2020. تتضمن عملية إضافة الترانزستورات تقليص الحجم النسبي لكل ترانزستور بمقدار النصف لإنشاء مساحة بدلاً من زيادة حجم الدائرة نفسها. هذا هو السبب في أن مهندسي الكمبيوتر تمكنوا مع مرور الوقت من إنشاء أجهزة أصغر حجم وأقوى من سابقاتها بمرور الوقت.

قانون مور عمليا

في العالم الحقيقي، يستفيد كل جانب من جوانب المجتمع، بدءًا من الفرد إلى أنواع مختلفة من الصناعات، من قانون مور، حيث تتطلب جميع الأجهزة الرقمية، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والكاميرات وما إلى ذلك، استخدام الموصلات.

وهكذا، عندما تصبح الترانزستورات والرقائق أصغر حجم وأكثر كفاءة وأرخص تكلفة، تصبح أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى تلقائيًا أصغر حجمًا وأسرع وأرخص. أيضًا، تعتمد ضغوط المستهلك على الأجهزة الأسرع ذات الميزات الأكثر إلى حد كبير على التقدم الذي حققته الصناعة نحو شرائح أصغر وأسرع وأرخص.

نهاية قانون مور وما قد يحمله المستقبل

يعتقد الخبراء أن قانون مور من المرجح أن ينهار في السنوات العشر القادمة، بسبب القيود المادية في نهاية المطاف. هذا يعني أنه مع وصول أحجام الترانزستور إلى المستويات الذرية من الانكماش، يمكن أن تكون الترانزستورات صغيرة جدًا فقط. وفقًا لعلماء الفيزياء، فإن الحرارة والتسرب هما المسألتان الأساسيتان اللتان ستبطئان قانون مور في نهاية المطاف ويجعلانه عفا عليه الزمن.

شرح

على الرغم من أن الصناعات التحويلية للترانزستور كانت مدفوعة بقانون مور خلال نصف القرن الماضي، فمن المتوقع أن تنتهي القاعدة الذهبية قريبًا. عندما يحاول صنع دوائر أصغر، ترتفع درجة حرارة الترانزستورات؛ لذلك، يتطلب تبريد الترانزستورات طاقة أكبر من كمية الطاقة التي تمر عبرها.

في عام 2007، اعترف مور أيضًا أن هناك حدًا أساسيًا لتصغير الأشياء لأن الذرات هي أساس المواد.