當前位置:首頁 » 網路連接 » 計算機網路領域的摩爾定律晶元的運算速度是
擴展閱讀
榮耀雙卡雙待網路設置 2025-06-28 19:25:49
蘋果系統升級後軟體沒了 2025-06-28 19:25:46
全球潮汐手機版軟體下載 2025-06-28 19:15:18

計算機網路領域的摩爾定律晶元的運算速度是

發布時間: 2022-09-06 06:50:36

⑴ 在計算機網路領域的摩爾定律每48個月一番是

每隔18-24個月便會增加一倍,摩爾定律是由英特爾(Intel)創始人之一戈登·摩爾提出來的。

當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。

(1)計算機網路領域的摩爾定律晶元的運算速度是擴展閱讀:

1、集成電路晶元上所集成的電路的數目,每隔18個月就翻一番。

2、微處理器的性能每隔18個月提高一倍,而價格下降一半。

3、用一個美元所能買到的電腦性能,每隔18個月翻兩番。

什麼是計算機界的摩爾定理

摩爾定理
半導體晶元上集成的晶體管和電阻數量將18個月翻一番
摩爾定律40周年
摩爾先生於 40 年前提出了摩爾定律。最早刊登摩爾定律的雜志是 1965 年 4 月 19 日 出版的《電子學》,該期雜志發表了摩爾的一篇文章。摩爾在文中預測,半導體晶元上集成的晶體管和電阻數量將每年翻一番。1975年他又提出修正說,晶元上集成的晶體管數量將每兩年翻一番。當時摩爾還是仙童公司的電子工程師,而後於1968年共同創辦英特爾,任副總裁,從此將intel的革命帶入整個信息產業。

英特爾前任總裁Gordon Moore在1965年4月19日的《電子學》(Electronics)技術期刊上發表了摩爾定律。目前摩爾定律在晶元製造業已經經過證實。並有說法經過新的改良的晶元製造技術,摩爾定律還有望延續20年。

1965年4月,當時還是仙童公司電子工程師的摩爾在《電子學》雜志上發表文章預言,半導體晶元上集成的晶體管和電阻數量將每年翻一番。1975年他又提出修正說,晶元上集成的晶體管數量將每兩年翻一番。

當時,集成電路問世才6年。摩爾的實驗室也只能將50隻晶體管和電阻集成在一個晶元上。摩爾當時的預測聽起來好像是科幻小說;此後也不斷有技術專家認為晶元集成的速度「已經到頂」。但事實證明,摩爾的預言是准確的。盡管這一技術進步的周期已經從最初預測的12個月延長到如今的近18個月,但「摩爾定律」依然有效。目前最先進的集成電路已含有17億個晶體管。

「摩爾定律」歸納了信息技術進步的速度。這40年裡,計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數人都不可或缺的工具,信息技術由實驗室進入無數個普通家庭,網際網路將全世界聯系起來,多媒體視聽設備豐富著每個人的生活。

這一切背後的動力都是半導體晶元。如果按照舊有方式將晶體管、電阻和電容分別安裝在電路板上,那麼不僅個人電腦和移動通信不會出現,基因組研究到計算機輔助設計和製造等新科技更不可能問世。

「摩爾定律」還帶動了晶元產業白熱化的競爭。在紀念這一定律發表40周年之時,作為英特爾公司名譽主席的摩爾說:「如果你期望在半導體行業處於領先地位,你無法承擔落後於摩爾定律的後果。」從昔日的仙童公司到今天的英特爾、摩托羅拉、先進微設備公司等,半導體產業圍繞「摩爾定律」的競爭像大浪淘沙一樣激烈。

毫無疑問,「摩爾定律」對整個世界意義深遠。在回顧40年來半導體晶元業的進展並展望其未來時,信息技術專家們說,在今後幾年裡,「摩爾定律」可能還會適用。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限,這一定律終將走到盡頭。「摩爾定律」何時失效?專家們對此眾說紛紜。

⑶ 高性能計算的摩爾定律

提及摩爾定律,作為計算機發展的第一定律一直在引領IT產業的前行。不過隨著多核技術的發展和應用,摩爾定律在面臨挑戰的同時,在某些領域已經被超越。例如在日益普及的高性能計算(HPC)中。那為何摩爾定律會首先在高性能計算領域被超越?這之中又隱含著怎樣的產業趨勢?
首先從代表全球高性能計算水平和趨勢的全球高性能計算TOP500近幾年性能發展的趨勢看,無論是最大性能(全球排名第一的系統)、還是最小性能(全球排名最後)和平均性能,其發展曲線的速度是基本一致的。但與摩爾定律的發展曲線相比,則明顯處於陡勢的增長態勢。這說明這兩年來,高性能計算性能和應用的發展速度已經超越了摩爾定律。熟悉摩爾定律的人都知道,摩爾定律有三種解釋。一種是集成電路晶元上所集成的電路的數目,每隔18個月就翻一番;第二種是微處理器的性能每隔18個月提高一倍,而價格下降一半;第三種解釋是用一個美元所能買到的電腦性能,每隔18個月翻兩番。這三種解釋中業內引用最多的是第一種。但具體到高性能計算,筆者更願意用第二或者第三種來解釋。
按理說,隨著高性能計算性能的不斷提升和系統的日益龐大,高性能計算用戶無論在初期的采購搭建系統,還是後期的使用中的成本都會大幅的增加,在經濟危機的特殊時期,高性能計算如此大的TCO會導致用戶的減少和整體性能的下降才對。但前不久發布的全球高性能計算TOP500證明,增長的勢頭未減,這除了市場和用戶的需求外,更在於處理器廠商採用新的技術,在性能提升的同時,讓用戶以更低的成本享受到更高、更多的計算性能。從這個意義上看,摩爾定律在被延續的同時也正在被超越,即在高性能計算領域,用戶性能/投入比遠遠大於摩爾定律。當然這主要得益於處理器製程、架構技術、多核技術、節能技術、軟體優化和快速部署等。
例如從製程和核數上看,最新的全球高性能計算TOP500排名顯示,45納米已經占據了絕對的主流。而多核也達到了全球TOP500的2/3。從部署的速度看,AMD剛剛發布不久的6核就已經有兩套進入TOP500中。而英特爾正式發布的新的Nehalem多核架構的高性能計算系統更有33套(基於這個處理器的系統)進入TOP500,其中有兩套在TOP20里。快速的部署給用戶帶來的是最新技術和性能的獲得。
當然對於用戶而言,多核並非是關鍵,重要的是如何充分發揮多核的效能。這就需要相關的平台技術和軟體優化。例如在高性能計算領域,業內都聽說過「半寬板」這個標准。這個「半寬板」標准其實是英特爾在幾年前提出的,半寬的小板在加高計算密度的同時,節約了很多復用的部件,在加強高性能計算的密度同時,配合散熱的技術設計,可以提供更多的計算能力同時降低能耗。這就引出了一個新的發展方向,即高性能計算未來發展就是能耗更多被用於計算性能的提高,而不是散熱。此外,就是SSD(固態硬碟),它可以在大幅提高高性能計算系統可靠性和I/O性能的同時,還可以降低功耗。而軟體優化更是高性能計算中重中之重的部分,編譯器、函數庫以及MPI庫,所有這些可以幫助ISV能夠把多核處理器的計算性能充分發揮出來。
由此來看,在高性能計算領域,單純的處理器已經不能滿足市場和用戶的需求,它們需要的是高性能計算平台級的解決技術及方案。這也是為什麼在全球高性能計算TOP500開始引入能效的主要原因。
說到能效,筆者早就聽說在業內有個與摩爾定律同樣重要的「基辛格規則」。它是以處理器業界聞名的英特爾首席技術官帕特·基辛格名字命名的。該規則的主旨是今後處理器的發展方向將是研究如何提高處理器能效,並使得計算機用戶能夠充分利用多任務處理、安全性、可靠性、可管理性和無線計算方面的優勢。如果說「摩爾定律」是以追求處理性能為目標,而「基辛格規則」則是追求處理器的能效,這規則至少在高性能計算領域已經得到了驗證,而它由此帶來的是摩爾定律的被超越,即用戶將會在更短的周期,以更低的價格獲得更高的能效。

⑷ 什麼是 摩爾定律 主要內容是什麼

什麼是摩爾定律?
摩爾在1965年文章中指出,晶元中的晶體管和電阻器的數量每年會翻番,原因是工程師可以不斷縮小晶體管的體積。這就意味著,半導體的性能與容量將以指數級增長,並且這種增長趨勢將繼續延續下去。1975年,摩爾又修正了摩爾定律,他認為,每隔24個月,晶體管的數量將翻番。

這篇文章發表的時候,晶元上的元件大約只有60種,而現在,英特爾最新的Itanium晶元上有17億個硅晶體管。

盡管這一定律後來成為里程碑似的東西,但這篇文章當時並沒有放在首要位置,文章所在的頁碼是114頁。

摩爾最近說:"當時,你不會想把這種東西放入你的檔案中的,我當時沒有想到它會如此的精確。"

為什麼是硅?

這是一個材料科學上奇跡。硅是是一種很好的半導體(它能夠導電,但同時也可以控制的方式進行的),盡管收縮,硅的晶體結構仍然能保持完整。

摩爾定律現在失效了嗎?

沒有,盡管很多分析師與企業的官員已經放言摩爾定律將過時,但它可能仍然發揮作用。

一些人,比如惠普實驗室的 Stan Williams與Phil Kuekes認為,到2010年,晶體管的收縮將成為一個問題。因此,廠商需要找到新的替代材料,比如惠普的"交叉開關"(crossbar switches)。

另外一些人,比如英特爾的科技戰略部主任 Paolo Gargini則宣稱,到2015年,製造商們才開始轉向混合晶元(hybrid chips),比如結合了傳統晶體管元素與新出現材料,比如納米線的晶元。到 2020年,新型晶元才會完全投入使用。

從理論的角度講,硅晶體管還能夠繼續縮小,直到4納米級別生產工藝出現為止,時間可能在2023年左右。到那個時候,由於控制電流的晶體管門(transistor gate) 以及氧化柵極(gate oxide)距離將非常貼近,因此,將發生電子漂移現象(electrons drift)。如果發生這種情況,晶體管會失去可靠性,原因是晶體管會由此無法控制電子的進出,從而無法製造出1和0出來。

(註:納米是衡量晶元的體積單位。一納米是一米的十億分之一。目前的晶元一般使用90納米工藝製造。)

如果失效會怎樣?

很難講。如果替代晶體管的材料永遠找不到,摩爾定律便會失效。如果替代材料出現了,那麼類似摩爾定律的規律將仍然出現。

最好的替代材料是什麼?

天知道?碳納米管,硅納米線晶體管,分子開關(molecular crossbars),相態變化材料( phase change materials),自旋電子(spintronics)目前都處於試驗階段。

盡管硅有局限性,但製造商與設計師們仍然喜歡這種材料。硅將繼續出現在某些設備當中。

摩爾表示:"我認為,硅技術仍然是製造復雜微結構及材料的基本方法。"

誰提出了摩爾定律?

加州理工學院的教授Carver Mead也參與了摩爾定律的提出。摩爾表示,20年來,他對人們稱他為摩爾定律創始人的做法受之有愧。英特爾的前官員David House曾經推斷說,晶體管的數量每18個月翻番。實際上,晶元的性能每隔18個月翻番一次。摩爾強調說,他從;從來沒有說過18個月。

摩爾定律不適合於硬碟驅動器的容量或者其它設備之上。摩爾開玩笑的說:"摩爾定律已經被應用於任何呈現指數級增長的東西上面,我很高興因此而獲得好評。"

翻番有何用途?

晶體管數量翻倍帶來的好處可以總結為:更快,更小,更便宜。根據摩爾定律,晶元設計師的主要任務便是縮小晶體管的大小,然後讓晶元能夠容納越多的晶體管。晶體管的增加可以讓設計師為晶元添加更多的功能,比如3D顯卡,從而節約成本。

晶體管的增加也能夠讓設計師將精力放在依靠晶元的總體性能上。由於新舊晶元的體積一一樣,因此新款晶元的成本與舊款晶元一樣。

另外,小的晶體管意味著電子不需要傳得過遠,從而提升了晶元的性能。

摩爾定律如何影響實際產品?

摩爾定律讓生產找到了提升其產品性能的途徑。18年前,"華爾街"這部電影裡面的麥克爾道格拉斯拿的手機象一塊磚,而現在,晶體管數量的增加讓多功能手機得以出現,電視,7百萬象素照相機,MP3 音樂播放器都能夠融於小小的一隻手機當中。

功能更加強大,價格更加便宜的晶元讓軟體開發商們得以開發出既時通訊,3D游戲以及網頁瀏覽器這樣的東西。

技術難點在哪裡

將電流弄進晶體管相當困難,晶體管會發熱,這是一個問題。一些晶體管結構,譬如氧化柵極,僅有幾個原子那麼薄,因此很容易漏電。

硅的出路在何方?

趨勢是將硅應用到新地方。未來幾年,各種才起步的公司希望在牆壁上,傢具中甚至野生動物身上嵌入感測器。微流體晶元(Microfluidics Chip)可以讓醫生用筆記本電腦獲知許多病人的身體狀況。

經濟方面的影響有哪些

僅有幾個行業會受此影響。汽車製造商們已經表示將會改造汽車內部的茶托(cup holders )以及汽車的外形,因為汽車的引擎不會朝令夕改。

摩爾定律對於經濟健康嗎?

是也不是。專門衡量摩爾定律的一個規則叫做Rock定律。Rock定律說,晶元工廠的組裝成本每四年會翻番。現在,新的組裝工廠會耗資數十億美元。出於成本原因,絕大多數的晶元公司現在並不擁有組裝工廠。

華爾街的分析師,未來學家,甚至晶元企業的官員一直在表示,高昂的成本將終結或者減弱摩爾定律的使用。

摩爾還做了哪些別的預測?

摩爾還是預測過家用電腦以及電子表。 上個世紀70年代初,在電子學雜志的,摩爾還預測了"奧弗辛斯基效應應用電子標准內存"(Ovonics Unified Memory)。

並不是摩爾說的每樣東西都變為了現實。他曾經預測說,現在的晶圓(wafers)直徑會達到56英寸,現在的晶圓直徑已經突破了12英寸。
參考資料:http://huishushudema.blogchina.com/

⑸ 在計算機網路領域的摩爾定律,晶元的運算速度每多少個月翻一番

這個說的是計算機晶元發展的趨勢,而不是指一個晶元會在出廠後有什麼變化
請參考一下資料
摩爾定律是指ic上可容納的晶體管數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(intel)名譽董事長戈登·摩爾(gordon
moore)經過長期觀察發現得之。
計算機第一定律——摩爾定律moore定律1965年,戈登·摩爾(gordonmoore)准備一個關於計算機存儲器發展趨勢的報告。他整理了一份觀察資料。在他開始繪制數據時,發現了一個驚人的趨勢。每個新晶元大體上包含其前任兩倍的容量,每個晶元的產生都是在前一個晶元產生後的18-24個月內。如果這個趨勢繼續的話,計算能力相對於時間周期將呈指數式的上升。moore的觀察資料,就是現在所謂的moore定律,所闡述的趨勢一直延續至今,且仍不同尋常地准確。人們還發現這不光適用於對存儲器晶元的描述,也精確地說明了處理機能力和磁碟驅動器存儲容量的發展。該定律成為許多工業對於性能預測的基礎。在26年的時間里,晶元上的晶體管數量增加了3200多倍,從1971年推出的第一款4004的2300個增加到奔騰ii處理器的750萬個。
由於高純硅的獨特性,集成度越高,晶體管的價格越便宜,這樣也就引出了摩爾定律的經濟學效益,在20世紀60年代初,一個晶體管要10美元左右,但隨著晶體管越來越小,直小到一根頭發絲上可以放1000個晶體管時,每個晶體管的價格只有千分之一美分。據有關統計,按運算10萬次乘法的價格算,ibm704電腦為1美元,ibm709降到20美分,而60年代中期ibm耗資50億研製的ibm360系統電腦已變為3.5美分。到底什麼是"摩爾定律'"?歸納起來,主要有以下三種"版本":
1、集成電路晶元上所集成的電路的數目,每隔18個月就翻一番。
2、微處理器的性能每隔18個月提高一倍,而價格下降一半。
3、用一個美元所能買到的電腦性能,每隔18個月翻兩番。
以上幾種說法中,以第一種說法最為普遍,第二、三兩種說法涉及到價格因素,其實質是一樣的。三種說法雖然各有千秋,但在一點上是共同的,即"翻番"的周期都是18個月,至於"翻一番"(或兩番)的是"集成電路晶元上所集成的電路的數目",是整個"計算機的性能",還是"一個美元所能買到的性能"就見仁見智了。

⑹ 處理器市場的「摩爾定律」是什麼

到底什麼是"摩爾定律'"?歸納起來,主要有以下三種"版本":

1、集成電路晶元上所集成的電路的數目,每隔18個月就翻一番。

2、微處理器的性能每隔18個月提高一倍,而價格下降一倍。

3、用一個美元所能買到的電腦性能,每隔18個月翻兩番。

以上幾種說法中,以第一種說法最為普遍,第二、三兩種說法涉及到價格因素,其實質是一樣的。三種說法雖然各有千秋,但在一點上是共同的,即"翻番"的周期都是18個月,至於"翻一番"(或兩番)的是"集成電路晶元上所集成的電路的數目",是整個"計算機的性能",還是"一個美元所能買到的性能"就見仁見智了。

"摩爾定律"的由來:

"摩爾定律"的"始作佣者"是戈頓·摩爾,大名鼎鼎的晶元製造廠商Intel公司的創始人之一。20世紀50年代末至用年代初半導體製造工業的高速發展,導致了"摩爾定律"的出台。

早在1959年,美國著名半導體廠商仙童公司首先推出了平面型晶體管,緊接著於1961年又推出了平面型集成電路。這種平面型製造工藝是在研磨得很平的矽片上,採用一種所謂"光刻"技術來形成半導體電路的元器件,如二極體、三極體、電阻和電容等。只要"光刻"的精度不斷提高,元器件的密度也會相應提高,從而具有極大的發展潛力。因此平面工藝被認為是"整個半導體工業鍵",也是摩爾定律問世的技術基礎。

1965年4月19日,時任仙童半導體公司研究開發實驗室主任的摩爾應邀為《電子學》雜志35周年專刊寫了一篇觀察評論報告,題目是:"讓集成電路填滿更多的元件"。摩爾應這家雜志的要求對未來十年間半導體元件工業的發展趨勢作出預言。據他推算,到1975年,在面積僅為四分之一平方英寸的單塊硅晶元上,將有可能密集65000個元件。他是根據器件的復雜性(電路密度提高而價格降低)和時間之間的線性關系作出這一推斷的,他的原話是這樣說的:"最低元件價格下的理雜性每年大約增加一倍。可以確信,短期內這一增長率會繼續保持。即便不是有所加快的話。而在更長時期內的增長率應是略有波動,盡管役有充分的理由來證明,這一增長率至少在未來十年內幾乎維持為一個常數。"這就是後來被人稱為"摩爾定律"的最初原型。

"摩爾定律"的修正

1975年;摩爾在國際電信聯盟IEEE的學術年會上提交了一篇論文,根據當時的實際情況,對"密度每年回一番"的增長率進行了重新審定和修正。按照摩爾本人1997年9月接受(科學的美國人)一名編輯采訪時的說法,他當年是把"每年翻一番"改為"每兩年國一番",並聲明他從來沒有說過"每18個月翻一番"。

然而,據網上有的媒體透露,就在摩爾本人的論文發表後不久,有人將其預言修改成"半導體集成電路的密度或容量每18個月翻一番,或每三年增長4倍",有人甚至列出了如下的數學公式:(每晶元的電路增長倍數)=2(年份-1975)/1.5。這一說法後來成為許多人的"共識",流傳至今。摩爾本人的聲音,無論是最初的"每一年圖一番"還是後來修正的"每兩年翻一番"反而被淹沒了,如今已鮮有人知。

歷史竟和人們開了個不大不小的玩笑:原來目前廣為流傳的"摩爾定律"並非摩爾本人的說法!

"摩爾定律"的驗證
摩爾定律到底准不準?讓我們先來看幾個具體的數據。1975年,在一種新出現的電荷前荷器件存儲器晶元中,的的確確含有將近65000個元件,與十年前摩爾的預言的確驚人地一致!另據Intel公司公布的統計結果,單個晶元上的晶體管數目,從1971年4004處理器上的2300個,增長到1997年Pentium II處理器上的7.5百萬個,26年內增加了3200倍。我們不妨對此進行一個簡單的驗證:如果按摩爾本人"每兩年翻一番"的預測,26年中應包括13個翻番周期,每經過一個周期,晶元上集成的元件數應提高2n倍(0≤n≤12),因此到第13個周期即26年後元件數應提高了212=4096倍,作為一種發展趨勢的預測,這與實際的增長倍數3200倍可以算是相當接近了。如果以其他人所說的18個月為翻番周期,則二者相去甚遠。可見從長遠來看,還是摩爾本人的說法更加接近實際。

也有人從個人計算機(即PC)的三大要素--微處理器晶元、半導體存儲器和系統軟體來考察摩爾定律的正確性。微處理器方面,從1979年的8086和8088,到1982年的80286,1985年的80386,1989年的80486,1993年的Pentium,1996年的PentiumPro,1997年的PentiumII,功能越來越強,價格越來越低,每一次更新換代都是摩爾定律的直接結果。與此同時PC機的內存儲器容量由最早的480k擴大到8M,16M,與摩爾定律更為吻合。系統軟體方面,早期的計算機由於存儲容量的限制,系統軟體的規模和功能受到很大限制,隨著內存容量按照摩爾定律的速度呈指數增長,系統軟體不再局限於狹小的空間,其所包含的程序代碼的行數也劇增:Basic的源代碼在1975年只有4,000行,20年後發展到大約50萬行。微軟的文字處理軟體Word,1982年的第一版含有27,000行代碼,20年後增加到大約200萬行。有人將其發展速度繪制一條曲線後發現,軟體的規模和復雜性的增長速度甚至超 過了摩爾定律。系統軟體的發展反過來又提高了對處理器和存儲晶元的需求,從而刺激了集成電路的更快發展。

這里需要特別指出的是,摩爾定律並非數學、物理定律,而是對發展趨勢的一種分析預測,因此,無論是它的文字表述還是定量計算,都應當容許一定的寬裕度。從這個意義上看,摩爾的預言實在是相當准確而又難能可貴的了,所以才會得到業界人士的公認,並產生巨大的反響。

"摩爾定律"的變種

摩爾定律的響亮名聲,令許多人競相仿效它的表達方式,從而派生、繁衍出多種版本的"摩爾定律",其中如:

摩爾第二定律:摩爾定律提出30年來,集成電路晶元的性能的確得到了大幅度的提高;但另一方面,Intel高層人士開始注意到晶元生產廠的成本也在相應提高。1995年,Intel董事會主席羅伯特·諾伊斯預見到摩爾定律將受到經濟因素的制約。同年,摩爾在《經濟學家》雜志上撰文寫道:"現在令我感到最為擔心的是成本的增加,…這是另一條指數曲線"。他的這一說法被人稱為摩爾第二定律。

新摩爾定律:近年來,國內IT專業媒體上又出現了"新摩爾定律" 的提法,則指的是我國Internet聯網主機數和上網用戶人數的遞增速度,大約每半年就翻一番!而且專家們預言,這一趨勢在未來若干年內仍將保持下去。

"摩爾定律"的終結

摩爾定律問世至今已近40年了。人們不無驚奇地看到半導體晶元製造工藝水平以一種令人目眩的速度提高。目前,Intel的微處理器晶元Pentium 4的主頻已高達2G(即1 2000M),2011年則要推出含有10億個晶體管、每秒可執行1千億條指令的晶元。人們不禁要問:這種令人難以置信的發展速度會無止境地持續下去嗎?

不需要復雜的邏輯推理就可以知道:晶元上元件的幾何尺寸總不可能無限制地縮小下去,這就意味著,總有一天,晶元單位面積上可集成的元件數量會達到極限。問題只是這一極限是多少,以及何時達到這一極限。業界已有專家預計,晶元性能的增長速度將在今後幾年趨緩。一般認為,摩爾定律能再適用10年左右。其制約的因素一是技術,二是經濟。

從技術的角度看,隨著矽片上線路密度的增加,其復雜性和差錯率也將呈指數增長,同時也使全面而徹底的晶元測試幾乎成為不可能。一旦晶元上線條的寬度達到納米(10-9米)數量級時,相當於只有幾個分子的大小,這種情況下材料的物理、化學性能將發生質的變化,致使採用現行工藝的半導體器件不能正常工作,摩爾定律也就要走到它的盡頭了。

從經濟的角度看,正如上述摩爾第二定律所述,目前是20-30億美元建一座晶元廠,線條尺寸縮小到0.1微米時將猛增至100億美元,比一座核電站投資還大。由於花不起這筆錢,迫使越來越多的公司退出了晶元行業。看來摩爾定律要再維持十年的壽命,也決非易事。

然而,也有人從不同的角度來看問題。美國一家名叫CyberCash公司的總裁兼CEO丹·林啟說,"摩爾定律是關於人類創造力的定律,而不是物理學定律"。持類似觀點的人也認為,摩爾定律實際上是關於人類信念的定律,當人們相信某件事情一定能做到時,就會努力去實現它。摩爾當初提出他的觀察報告時,他實際上是給了人們一種信念,使大家相信他預言的發展趨勢一定會持續。

⑺ 在計算機網路領域的摩爾定律,晶元的運算速度每多少個月翻一番

每隔18-24個月便會增加一倍,摩爾定律是由英特爾(Intel)創始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)提出來的。

其內容為:當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。

(7)計算機網路領域的摩爾定律晶元的運算速度是擴展閱讀

摩爾定律的發展歷程:1965年4月19日,《電子學》雜志(Electronics Magazine)第114頁發表了摩爾撰寫的文章〈讓集成電路填滿更多的組件〉,文中預言半導體晶元上集成的晶體管和電阻數量將每年增加一倍。

1975年,摩爾在IEEE國際電子組件大會上提交了一篇論文,根據當時的實際情況對摩爾定律進行了修正,把每年增加一倍改為每兩年增加一倍,而普遍流行的說法是每18個月增加一倍。但1997年9月,摩爾在接受一次采訪時聲明,他從來沒有說過每18個月增加一倍,而且SEMATECH路線圖跟隨24個月的周期。

⑻ cpu 的發展

遠去的歷史:微處理器發展的第一階段

講完了一些技術的簡單內容,現在就帶大家去看看CPU是怎樣從無到有,並且一步步發展起來的。 根據大家的記憶,筆者把它分為了幾個發展階段。注意,這並非按照教科書去分,而是我們的記憶。

Intel公司成立於1968年,格魯夫(左)、諾依斯(中)和摩爾(右)是微電子業界的夢幻組合

Intel 4004

1971年1月,Intel公司的霍夫(Marcian E.Hoff)研製成功世界上第一枚4位微處理器晶元Intel 4004,標志著第一代微處理器問世,微處理器和微機時代從此開始。因發明微處理器,霍夫被英國《經濟學家》雜志列為「二戰以來最有影響力的7位科學家」之一。

4004當時只有2300個晶體管,是個四位系統,時鍾頻率在108KHz,每秒執行6萬條指令(0.06 MIPs)。功能比較弱,且計算速度較慢,只能用在Busicom計算器上。

格魯夫 「只有偏執狂才能生存」

1971年11月,Intel推出MCS-4微型計算機系統(包括4001 ROM晶元、4002 RAM晶元、4003移位寄存器晶元和4004微處理器),其中4004(上圖)包含2300個晶體管,尺寸規格為3mm×4mm,計算性能遠遠超過當年的ENIAC,最初售價為200美元。

Intel 8008

1972年4月,霍夫等人開發出第一個8位微處理器Intel 8008。由於8008採用的是P溝道MOS微處理器,因此仍屬第一代微處理器。

Intel 8080 ,第二代微處理器

1973年8月,霍夫等人研製出8位微處理器Intel 8080,以N溝道MOS電路取代了P溝道,第二代微處理器就此誕生。主頻2MHz的8080晶元運算速度比8008快10倍,可存取64KB存儲器,使用了基於6微米技術的6000個晶體管,處理速度為0.64MIPS。

摩爾定律

摩爾預言,晶體管的密度每過18個月就會翻一番,這就是著名的摩爾定律。

第一台微型計算機:Altair 8800

1975年4月,MITS發布第一個通用型Altair 8800,售價375美元,帶有1KB存儲器。這是世界上第一台微型計算機。

1976年,Intel 發布8085處理器

當時,Zilog、Motorola和Intel在微處理器領域三足鼎立。Zilog公司於1976年對8080進行擴展,開發 出Z80微處理器,廣泛用於微型計算機和工業自動控制設備。直到今天,Z80仍然是8位處理器的巔峰之作,還在各種場合大賣特賣。CP/M就是面向其開發的操作系統。許多著名的軟體如:WORDSTAR 和DBASE II都基於此款處理器。

WordStar

處理程序WordStar是當時很受歡迎的應用軟體,後來也廣泛用於DOS平台。
曾經的輝煌代表產品:

Apple Ⅰ

1976年3月,Steve Wozniak和Steve Jobs開發出微型計算機Apple I,4月1日愚人節這天,兩個Steve成立了Apple計算機公司。

Apple II

1976年:一些離開了Motorola公司的部分工程人員自組成立MOS Technology公司,並且開發出了6502處理器。它的位寬為8bit,頻率只有1MHz,並且無協處理器。但它是IBM PC機問世之前世界上最流行的微型計算機Apple II(蘋果機)的CPU。Apple II是第一個帶有彩色圖形的個人計算機,售價為1300美元。Apple II及其系列改進機型風靡一時,這使Apple成為微型機時代最成功的計算機公司。

Intel 8086

1978年6月,Intel推出4.77MHz的8086微處理器,標志著第三代微處理器問世。它採用16位寄存器、16位數據匯流排和29000個3微米技術的晶體管,售價360美元。 不過當時由於360美元過於昂貴,大部分人都沒有足夠的錢購買使用此晶元的電腦,於是 Intel 在1年之後,推出4.77MHz的8位微處理器8088。IBM公司1981年生產的第一台電腦就是使用的這種晶元。這也標志著x86架構和IBM PC 兼容電腦的產生。

發布的時候,8086的時鍾頻率有4.77,8和10MHz 三個版本,包括了具有300個操作的指令集。其中8MHz 版本包含了大約28,000個 晶體管,具備0.8 MIPs 的能力。

當Bill Gates嶄露頭角時,昔日校友正在哈佛上二年級

「讓每個家庭每張桌子上都放一台電腦。」

1979年6月1日,Intel推出4.77MHz的准16位微處理器8088,它是8086的廉價版本,價格為大眾所接受。在性能方面,它在內部以16位運行,但支持8位數據匯流排,採用現有的8位設備控制晶元,包含29000個3微米技術的晶體管,可訪問1MB內存地址,速度為0.33MIPS。

Intel 8088電路

同年9月,Motorola推出M68000 16位微處理器,它因採用了68000個晶體管而得名。該處理器主要供應Apple公司的Macintosh 和Atari 的ST系列電腦上。後繼版本的處理器,包括68020則被使用在Macintosh II 機型。

Microsoft的秘密交易

1980年10月,Microsoft把握了一次絕佳的發展機遇。IBM在秘密進行代號為「跳棋計劃」的開發項目(第一台IBM PC)過程中,向Microsoft提出采購一套操作系統。Paul Allen抓住機會與Seattle Computer Procts的Tim Patterson簽約,向其支付了不到10萬美元,獲得了其DOS操作系統的版權並進行了一些修改,從而做成了與這個神秘客戶(IBM)的大買賣。

今天的Windows系列操作系統仍然兼容DOS,這個系統對於老一代電腦用戶來說再熟悉不過了。

IBM PC創造歷史

早在1980年7月,一個負責「跳棋計劃」的13人小組秘密來到佛羅里達州波克羅頓鎮的IBM研究發展中心,開始開發後來被稱為IBM PC的產品。一年後的8月12日,IBM公司在紐約宣布第一台IBM PC誕生,這個開創計算機歷史新篇章的時刻,迄今正好25年。

第一台IBM PC採用了主頻為4.77MHz的Intel 8088,操作系統是Microsoft提供的MS-DOS。IBM將其命名為「個人電腦(Personal Computer)」,不久「個人電腦」的縮寫「PC」成為所有個人電腦的代名詞。IBM原來預計在一年中售出241683台PC,然而用戶的需求被大大低估了,實際上一個月的訂貨量就超出了預計。

1981年:80186和80188發布。這兩款微處理器內部均以16位工作,在外部輸入輸出上80186採用16位,而80188和8088一樣均是採用8位工作。這是一顆性能介於8088,80286之間的的CPU。但事實上80186從來都沒有在PC中應用,它僅僅存在於一個小范圍的圈子中,作為一個小型的控制器出現,哪怕是今天。從這個時候起,AMD公司已經開始生產80186 CPU了。

1982年2月1日:在80186發布後的幾周,80286就發布了。80286處理器集成了大約13.4萬個晶體管,最大主頻為20MHz,採用16位資料匯流排和24位位址匯流排。與8086相比,80186/80188增強了部分軟硬體功能 80286增加了實存(24位地址)和虛擬存儲器管理,可以在兩種不同的模式下工作,一種叫實模式,另一種叫保護方式。80286開始正式採用一種被稱為PGA的正方形包裝。

Intel 80386

1985年10月,Intel推出16MHz 80386DX微處理器(最高33MHz 主頻),可以直接訪問4G位元組的內存,並具有異常處理機制;虛擬86模式可以同時模擬多個8086處理器來加強多任務處理能力。 80386的廣泛應用,將PC機從16位時代帶入了32位時代。此外它還具有比80286更多的指令集。發布時,80386的最快速版本的主頻為20MHz,具備6.0 MIPs ,包含275,000個晶體管。

當時,IBM已經收到大量286機器的訂單,不願立即轉向386,同時IBM擔心長期受制於Intel晶元,開始暗中開發自己的處理器,所以對是否採用386晶元不置可否。Compaq乘機而上,推出386晶元的電腦,迅速佔領了市場。

這里有字數限制,你直接去看吧!

參考:http://cpu.zol.com.cn/22/226173.html

⑼ 什麼是計算機摩爾定律

摩爾定律是由英特爾(Intel)創始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)提出來的。其內容為:當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術進步的速度。

「摩爾定律」歸納了信息技術進步的速度。在摩爾定律應用的40多年裡,計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數人都不可或缺的工具,信息技術由實驗室進入無數個普通家庭,網際網路將全世界聯系起來,多媒體視聽設備豐富著每個人的生活。

(9)計算機網路領域的摩爾定律晶元的運算速度是擴展閱讀:

摩爾定律發現背景

早在1959年,美國著名半導體廠商仙童公司首先推出了平面型晶體管,緊接著於1961年又推出了平面型集成電路。這種平面型製造工藝是在研磨得很平的矽片上,採用一種所謂「光刻」技術來形成半導體電路的元器件,如二極體、三極體、電阻和電容等。

只要「光刻」的精度不斷提高,元器件的密度也會相應提高,從而具有極大的發展潛力。因此平面工藝被認為是「整個半導體的工業鍵」,也是摩爾定律問世的技術基礎。

1965年時任仙童半導體公司研究開發實驗室主任的摩爾應邀為《電子學》雜志35周年專刊寫了一篇觀察評論報告,題目是:「讓集成電路填滿更多的元件」。在摩爾開始繪制數據時,發現了一個驚人的趨勢:每個新晶元大體上包含其前任兩倍的容量,每個晶元的產生都是在前一個晶元產生後的18-24個月內。

如果這個趨勢繼續的話,計算能力相對於時間周期將呈指數式的上升。摩爾的觀察資料,就是後來的摩爾定律,且仍不同尋常地准確。

人們還發現這不光適用於對存儲器晶元的描述,也精確地說明了處理機能力和磁碟驅動器存儲容量的發展。該定律成為許多工業對於性能預測的基礎。在26年的時間里,晶元上的晶體管數量增加了3200多倍,從1971年推出的第一款4004的2300個增加到奔騰II處理器的750萬個。