⑴ 在计算机网络领域的摩尔定律每48个月一番是
每隔18-24个月便会增加一倍,摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔提出来的。
当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
(1)计算机网络领域的摩尔定律芯片的运算速度是扩展阅读:
1、集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。
2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半。
3、用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。
⑵ 什么是计算机界的摩尔定理
摩尔定理
半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将18个月翻一番
摩尔定律40周年
摩尔先生于 40 年前提出了摩尔定律。最早刊登摩尔定律的杂志是 1965 年 4 月 19 日 出版的《电子学》,该期杂志发表了摩尔的一篇文章。摩尔在文中预测,半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年翻一番。1975年他又提出修正说,芯片上集成的晶体管数量将每两年翻一番。当时摩尔还是仙童公司的电子工程师,而后于1968年共同创办英特尔,任副总裁,从此将intel的革命带入整个信息产业。
英特尔前任总裁Gordon Moore在1965年4月19日的《电子学》(Electronics)技术期刊上发表了摩尔定律。目前摩尔定律在芯片制造业已经经过证实。并有说法经过新的改良的芯片制造技术,摩尔定律还有望延续20年。
1965年4月,当时还是仙童公司电子工程师的摩尔在《电子学》杂志上发表文章预言,半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年翻一番。1975年他又提出修正说,芯片上集成的晶体管数量将每两年翻一番。
当时,集成电路问世才6年。摩尔的实验室也只能将50只晶体管和电阻集成在一个芯片上。摩尔当时的预测听起来好像是科幻小说;此后也不断有技术专家认为芯片集成的速度“已经到顶”。但事实证明,摩尔的预言是准确的。尽管这一技术进步的周期已经从最初预测的12个月延长到如今的近18个月,但“摩尔定律”依然有效。目前最先进的集成电路已含有17亿个晶体管。
“摩尔定律”归纳了信息技术进步的速度。这40年里,计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具,信息技术由实验室进入无数个普通家庭,因特网将全世界联系起来,多媒体视听设备丰富着每个人的生活。
这一切背后的动力都是半导体芯片。如果按照旧有方式将晶体管、电阻和电容分别安装在电路板上,那么不仅个人电脑和移动通信不会出现,基因组研究到计算机辅助设计和制造等新科技更不可能问世。
“摩尔定律”还带动了芯片产业白热化的竞争。在纪念这一定律发表40周年之时,作为英特尔公司名誉主席的摩尔说:“如果你期望在半导体行业处于领先地位,你无法承担落后于摩尔定律的后果。”从昔日的仙童公司到今天的英特尔、摩托罗拉、先进微设备公司等,半导体产业围绕“摩尔定律”的竞争像大浪淘沙一样激烈。
毫无疑问,“摩尔定律”对整个世界意义深远。在回顾40年来半导体芯片业的进展并展望其未来时,信息技术专家们说,在今后几年里,“摩尔定律”可能还会适用。但随着晶体管电路逐渐接近性能极限,这一定律终将走到尽头。“摩尔定律”何时失效?专家们对此众说纷纭。
⑶ 高性能计算的摩尔定律
提及摩尔定律,作为计算机发展的第一定律一直在引领IT产业的前行。不过随着多核技术的发展和应用,摩尔定律在面临挑战的同时,在某些领域已经被超越。例如在日益普及的高性能计算(HPC)中。那为何摩尔定律会首先在高性能计算领域被超越?这之中又隐含着怎样的产业趋势?
首先从代表全球高性能计算水平和趋势的全球高性能计算TOP500近几年性能发展的趋势看,无论是最大性能(全球排名第一的系统)、还是最小性能(全球排名最后)和平均性能,其发展曲线的速度是基本一致的。但与摩尔定律的发展曲线相比,则明显处于陡势的增长态势。这说明这两年来,高性能计算性能和应用的发展速度已经超越了摩尔定律。熟悉摩尔定律的人都知道,摩尔定律有三种解释。一种是集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番;第二种是微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半;第三种解释是用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。这三种解释中业内引用最多的是第一种。但具体到高性能计算,笔者更愿意用第二或者第三种来解释。
按理说,随着高性能计算性能的不断提升和系统的日益庞大,高性能计算用户无论在初期的采购搭建系统,还是后期的使用中的成本都会大幅的增加,在经济危机的特殊时期,高性能计算如此大的TCO会导致用户的减少和整体性能的下降才对。但前不久发布的全球高性能计算TOP500证明,增长的势头未减,这除了市场和用户的需求外,更在于处理器厂商采用新的技术,在性能提升的同时,让用户以更低的成本享受到更高、更多的计算性能。从这个意义上看,摩尔定律在被延续的同时也正在被超越,即在高性能计算领域,用户性能/投入比远远大于摩尔定律。当然这主要得益于处理器制程、架构技术、多核技术、节能技术、软件优化和快速部署等。
例如从制程和核数上看,最新的全球高性能计算TOP500排名显示,45纳米已经占据了绝对的主流。而多核也达到了全球TOP500的2/3。从部署的速度看,AMD刚刚发布不久的6核就已经有两套进入TOP500中。而英特尔正式发布的新的Nehalem多核架构的高性能计算系统更有33套(基于这个处理器的系统)进入TOP500,其中有两套在TOP20里。快速的部署给用户带来的是最新技术和性能的获得。
当然对于用户而言,多核并非是关键,重要的是如何充分发挥多核的效能。这就需要相关的平台技术和软件优化。例如在高性能计算领域,业内都听说过“半宽板”这个标准。这个“半宽板”标准其实是英特尔在几年前提出的,半宽的小板在加高计算密度的同时,节约了很多复用的部件,在加强高性能计算的密度同时,配合散热的技术设计,可以提供更多的计算能力同时降低能耗。这就引出了一个新的发展方向,即高性能计算未来发展就是能耗更多被用于计算性能的提高,而不是散热。此外,就是SSD(固态硬盘),它可以在大幅提高高性能计算系统可靠性和I/O性能的同时,还可以降低功耗。而软件优化更是高性能计算中重中之重的部分,编译器、函数库以及MPI库,所有这些可以帮助ISV能够把多核处理器的计算性能充分发挥出来。
由此来看,在高性能计算领域,单纯的处理器已经不能满足市场和用户的需求,它们需要的是高性能计算平台级的解决技术及方案。这也是为什么在全球高性能计算TOP500开始引入能效的主要原因。
说到能效,笔者早就听说在业内有个与摩尔定律同样重要的“基辛格规则”。它是以处理器业界闻名的英特尔首席技术官帕特·基辛格名字命名的。该规则的主旨是今后处理器的发展方向将是研究如何提高处理器能效,并使得计算机用户能够充分利用多任务处理、安全性、可靠性、可管理性和无线计算方面的优势。如果说“摩尔定律”是以追求处理性能为目标,而“基辛格规则”则是追求处理器的能效,这规则至少在高性能计算领域已经得到了验证,而它由此带来的是摩尔定律的被超越,即用户将会在更短的周期,以更低的价格获得更高的能效。
⑷ 什么是 摩尔定律 主要内容是什么
什么是摩尔定律?
摩尔在1965年文章中指出,芯片中的晶体管和电阻器的数量每年会翻番,原因是工程师可以不断缩小晶体管的体积。这就意味着,半导体的性能与容量将以指数级增长,并且这种增长趋势将继续延续下去。1975年,摩尔又修正了摩尔定律,他认为,每隔24个月,晶体管的数量将翻番。
这篇文章发表的时候,芯片上的元件大约只有60种,而现在,英特尔最新的Itanium芯片上有17亿个硅晶体管。
尽管这一定律后来成为里程碑似的东西,但这篇文章当时并没有放在首要位置,文章所在的页码是114页。
摩尔最近说:"当时,你不会想把这种东西放入你的档案中的,我当时没有想到它会如此的精确。"
为什么是硅?
这是一个材料科学上奇迹。硅是是一种很好的半导体(它能够导电,但同时也可以控制的方式进行的),尽管收缩,硅的晶体结构仍然能保持完整。
摩尔定律现在失效了吗?
没有,尽管很多分析师与企业的官员已经放言摩尔定律将过时,但它可能仍然发挥作用。
一些人,比如惠普实验室的 Stan Williams与Phil Kuekes认为,到2010年,晶体管的收缩将成为一个问题。因此,厂商需要找到新的替代材料,比如惠普的"交叉开关"(crossbar switches)。
另外一些人,比如英特尔的科技战略部主任 Paolo Gargini则宣称,到2015年,制造商们才开始转向混合芯片(hybrid chips),比如结合了传统晶体管元素与新出现材料,比如纳米线的芯片。到 2020年,新型芯片才会完全投入使用。
从理论的角度讲,硅晶体管还能够继续缩小,直到4纳米级别生产工艺出现为止,时间可能在2023年左右。到那个时候,由于控制电流的晶体管门(transistor gate) 以及氧化栅极(gate oxide)距离将非常贴近,因此,将发生电子漂移现象(electrons drift)。如果发生这种情况,晶体管会失去可靠性,原因是晶体管会由此无法控制电子的进出,从而无法制造出1和0出来。
(注:纳米是衡量芯片的体积单位。一纳米是一米的十亿分之一。目前的芯片一般使用90纳米工艺制造。)
如果失效会怎样?
很难讲。如果替代晶体管的材料永远找不到,摩尔定律便会失效。如果替代材料出现了,那么类似摩尔定律的规律将仍然出现。
最好的替代材料是什么?
天知道?碳纳米管,硅纳米线晶体管,分子开关(molecular crossbars),相态变化材料( phase change materials),自旋电子(spintronics)目前都处于试验阶段。
尽管硅有局限性,但制造商与设计师们仍然喜欢这种材料。硅将继续出现在某些设备当中。
摩尔表示:"我认为,硅技术仍然是制造复杂微结构及材料的基本方法。"
谁提出了摩尔定律?
加州理工学院的教授Carver Mead也参与了摩尔定律的提出。摩尔表示,20年来,他对人们称他为摩尔定律创始人的做法受之有愧。英特尔的前官员David House曾经推断说,晶体管的数量每18个月翻番。实际上,芯片的性能每隔18个月翻番一次。摩尔强调说,他从;从来没有说过18个月。
摩尔定律不适合于硬盘驱动器的容量或者其它设备之上。摩尔开玩笑的说:"摩尔定律已经被应用于任何呈现指数级增长的东西上面,我很高兴因此而获得好评。"
翻番有何用途?
晶体管数量翻倍带来的好处可以总结为:更快,更小,更便宜。根据摩尔定律,芯片设计师的主要任务便是缩小晶体管的大小,然后让芯片能够容纳越多的晶体管。晶体管的增加可以让设计师为芯片添加更多的功能,比如3D显卡,从而节约成本。
晶体管的增加也能够让设计师将精力放在依靠芯片的总体性能上。由于新旧芯片的体积一一样,因此新款芯片的成本与旧款芯片一样。
另外,小的晶体管意味着电子不需要传得过远,从而提升了芯片的性能。
摩尔定律如何影响实际产品?
摩尔定律让生产找到了提升其产品性能的途径。18年前,"华尔街"这部电影里面的麦克尔道格拉斯拿的手机象一块砖,而现在,晶体管数量的增加让多功能手机得以出现,电视,7百万象素照相机,MP3 音乐播放器都能够融于小小的一只手机当中。
功能更加强大,价格更加便宜的芯片让软件开发商们得以开发出既时通讯,3D游戏以及网页浏览器这样的东西。
技术难点在哪里?
将电流弄进晶体管相当困难,晶体管会发热,这是一个问题。一些晶体管结构,譬如氧化栅极,仅有几个原子那么薄,因此很容易漏电。
硅的出路在何方?
趋势是将硅应用到新地方。未来几年,各种才起步的公司希望在墙壁上,家具中甚至野生动物身上嵌入传感器。微流体芯片(Microfluidics Chip)可以让医生用笔记本电脑获知许多病人的身体状况。
经济方面的影响有哪些?
仅有几个行业会受此影响。汽车制造商们已经表示将会改造汽车内部的茶托(cup holders )以及汽车的外形,因为汽车的引擎不会朝令夕改。
摩尔定律对于经济健康吗?
是也不是。专门衡量摩尔定律的一个规则叫做Rock定律。Rock定律说,芯片工厂的组装成本每四年会翻番。现在,新的组装工厂会耗资数十亿美元。出于成本原因,绝大多数的芯片公司现在并不拥有组装工厂。
华尔街的分析师,未来学家,甚至芯片企业的官员一直在表示,高昂的成本将终结或者减弱摩尔定律的使用。
摩尔还做了哪些别的预测?
摩尔还是预测过家用电脑以及电子表。 上个世纪70年代初,在电子学杂志的,摩尔还预测了"奥弗辛斯基效应应用电子标准内存"(Ovonics Unified Memory)。
并不是摩尔说的每样东西都变为了现实。他曾经预测说,现在的晶圆(wafers)直径会达到56英寸,现在的晶圆直径已经突破了12英寸。
参考资料:http://huishushudema.blogchina.com/
⑸ 在计算机网络领域的摩尔定律,芯片的运算速度每多少个月翻一番
这个说的是计算机芯片发展的趋势,而不是指一个芯片会在出厂后有什么变化
请参考一下资料
摩尔定律是指ic上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(intel)名誉董事长戈登·摩尔(gordon
moore)经过长期观察发现得之。
计算机第一定律——摩尔定律moore定律1965年,戈登·摩尔(gordonmoore)准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。他整理了一份观察资料。在他开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。moore的观察资料,就是现在所谓的moore定律,所阐述的趋势一直延续至今,且仍不同寻常地准确。人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾ii处理器的750万个。
由于高纯硅的独特性,集成度越高,晶体管的价格越便宜,这样也就引出了摩尔定律的经济学效益,在20世纪60年代初,一个晶体管要10美元左右,但随着晶体管越来越小,直小到一根头发丝上可以放1000个晶体管时,每个晶体管的价格只有千分之一美分。据有关统计,按运算10万次乘法的价格算,ibm704电脑为1美元,ibm709降到20美分,而60年代中期ibm耗资50亿研制的ibm360系统电脑已变为3.5美分。到底什么是"摩尔定律'"?归纳起来,主要有以下三种"版本":
1、集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。
2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半。
3、用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。
以上几种说法中,以第一种说法最为普遍,第二、三两种说法涉及到价格因素,其实质是一样的。三种说法虽然各有千秋,但在一点上是共同的,即"翻番"的周期都是18个月,至于"翻一番"(或两番)的是"集成电路芯片上所集成的电路的数目",是整个"计算机的性能",还是"一个美元所能买到的性能"就见仁见智了。
⑹ 处理器市场的“摩尔定律”是什么
到底什么是"摩尔定律'"?归纳起来,主要有以下三种"版本":
1、集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番。
2、微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一倍。
3、用一个美元所能买到的电脑性能,每隔18个月翻两番。
以上几种说法中,以第一种说法最为普遍,第二、三两种说法涉及到价格因素,其实质是一样的。三种说法虽然各有千秋,但在一点上是共同的,即"翻番"的周期都是18个月,至于"翻一番"(或两番)的是"集成电路芯片上所集成的电路的数目",是整个"计算机的性能",还是"一个美元所能买到的性能"就见仁见智了。
"摩尔定律"的由来:
"摩尔定律"的"始作佣者"是戈顿·摩尔,大名鼎鼎的芯片制造厂商Intel公司的创始人之一。20世纪50年代末至用年代初半导体制造工业的高速发展,导致了"摩尔定律"的出台。
早在1959年,美国着名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓"光刻"技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。只要"光刻"的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是"整个半导体工业键",也是摩尔定律问世的技术基础。
1965年4月19日,时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:"让集成电路填满更多的元件"。摩尔应这家杂志的要求对未来十年间半导体元件工业的发展趋势作出预言。据他推算,到1975年,在面积仅为四分之一平方英寸的单块硅芯片上,将有可能密集65000个元件。他是根据器件的复杂性(电路密度提高而价格降低)和时间之间的线性关系作出这一推断的,他的原话是这样说的:"最低元件价格下的理杂性每年大约增加一倍。可以确信,短期内这一增长率会继续保持。即便不是有所加快的话。而在更长时期内的增长率应是略有波动,尽管役有充分的理由来证明,这一增长率至少在未来十年内几乎维持为一个常数。"这就是后来被人称为"摩尔定律"的最初原型。
"摩尔定律"的修正
1975年;摩尔在国际电信联盟IEEE的学术年会上提交了一篇论文,根据当时的实际情况,对"密度每年回一番"的增长率进行了重新审定和修正。按照摩尔本人1997年9月接受(科学的美国人)一名编辑采访时的说法,他当年是把"每年翻一番"改为"每两年国一番",并声明他从来没有说过"每18个月翻一番"。
然而,据网上有的媒体透露,就在摩尔本人的论文发表后不久,有人将其预言修改成"半导体集成电路的密度或容量每18个月翻一番,或每三年增长4倍",有人甚至列出了如下的数学公式:(每芯片的电路增长倍数)=2(年份-1975)/1.5。这一说法后来成为许多人的"共识",流传至今。摩尔本人的声音,无论是最初的"每一年图一番"还是后来修正的"每两年翻一番"反而被淹没了,如今已鲜有人知。
历史竟和人们开了个不大不小的玩笑:原来目前广为流传的"摩尔定律"并非摩尔本人的说法!
"摩尔定律"的验证
摩尔定律到底准不准?让我们先来看几个具体的数据。1975年,在一种新出现的电荷前荷器件存储器芯片中,的的确确含有将近65000个元件,与十年前摩尔的预言的确惊人地一致!另据Intel公司公布的统计结果,单个芯片上的晶体管数目,从1971年4004处理器上的2300个,增长到1997年Pentium II处理器上的7.5百万个,26年内增加了3200倍。我们不妨对此进行一个简单的验证:如果按摩尔本人"每两年翻一番"的预测,26年中应包括13个翻番周期,每经过一个周期,芯片上集成的元件数应提高2n倍(0≤n≤12),因此到第13个周期即26年后元件数应提高了212=4096倍,作为一种发展趋势的预测,这与实际的增长倍数3200倍可以算是相当接近了。如果以其他人所说的18个月为翻番周期,则二者相去甚远。可见从长远来看,还是摩尔本人的说法更加接近实际。
也有人从个人计算机(即PC)的三大要素--微处理器芯片、半导体存储器和系统软件来考察摩尔定律的正确性。微处理器方面,从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,功能越来越强,价格越来越低,每一次更新换代都是摩尔定律的直接结果。与此同时PC机的内存储器容量由最早的480k扩大到8M,16M,与摩尔定律更为吻合。系统软件方面,早期的计算机由于存储容量的限制,系统软件的规模和功能受到很大限制,随着内存容量按照摩尔定律的速度呈指数增长,系统软件不再局限于狭小的空间,其所包含的程序代码的行数也剧增:Basic的源代码在1975年只有4,000行,20年后发展到大约50万行。微软的文字处理软件Word,1982年的第一版含有27,000行代码,20年后增加到大约200万行。有人将其发展速度绘制一条曲线后发现,软件的规模和复杂性的增长速度甚至超 过了摩尔定律。系统软件的发展反过来又提高了对处理器和存储芯片的需求,从而刺激了集成电路的更快发展。
这里需要特别指出的是,摩尔定律并非数学、物理定律,而是对发展趋势的一种分析预测,因此,无论是它的文字表述还是定量计算,都应当容许一定的宽裕度。从这个意义上看,摩尔的预言实在是相当准确而又难能可贵的了,所以才会得到业界人士的公认,并产生巨大的反响。
"摩尔定律"的变种
摩尔定律的响亮名声,令许多人竞相仿效它的表达方式,从而派生、繁衍出多种版本的"摩尔定律",其中如:
摩尔第二定律:摩尔定律提出30年来,集成电路芯片的性能的确得到了大幅度的提高;但另一方面,Intel高层人士开始注意到芯片生产厂的成本也在相应提高。1995年,Intel董事会主席罗伯特·诺伊斯预见到摩尔定律将受到经济因素的制约。同年,摩尔在《经济学家》杂志上撰文写道:"现在令我感到最为担心的是成本的增加,…这是另一条指数曲线"。他的这一说法被人称为摩尔第二定律。
新摩尔定律:近年来,国内IT专业媒体上又出现了"新摩尔定律" 的提法,则指的是我国Internet联网主机数和上网用户人数的递增速度,大约每半年就翻一番!而且专家们预言,这一趋势在未来若干年内仍将保持下去。
"摩尔定律"的终结
摩尔定律问世至今已近40年了。人们不无惊奇地看到半导体芯片制造工艺水平以一种令人目眩的速度提高。目前,Intel的微处理器芯片Pentium 4的主频已高达2G(即1 2000M),2011年则要推出含有10亿个晶体管、每秒可执行1千亿条指令的芯片。人们不禁要问:这种令人难以置信的发展速度会无止境地持续下去吗?
不需要复杂的逻辑推理就可以知道:芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小下去,这就意味着,总有一天,芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限。问题只是这一极限是多少,以及何时达到这一极限。业界已有专家预计,芯片性能的增长速度将在今后几年趋缓。一般认为,摩尔定律能再适用10年左右。其制约的因素一是技术,二是经济。
从技术的角度看,随着硅片上线路密度的增加,其复杂性和差错率也将呈指数增长,同时也使全面而彻底的芯片测试几乎成为不可能。一旦芯片上线条的宽度达到纳米(10-9米)数量级时,相当于只有几个分子的大小,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作,摩尔定律也就要走到它的尽头了。
从经济的角度看,正如上述摩尔第二定律所述,目前是20-30亿美元建一座芯片厂,线条尺寸缩小到0.1微米时将猛增至100亿美元,比一座核电站投资还大。由于花不起这笔钱,迫使越来越多的公司退出了芯片行业。看来摩尔定律要再维持十年的寿命,也决非易事。
然而,也有人从不同的角度来看问题。美国一家名叫CyberCash公司的总裁兼CEO丹·林启说,"摩尔定律是关于人类创造力的定律,而不是物理学定律"。持类似观点的人也认为,摩尔定律实际上是关于人类信念的定律,当人们相信某件事情一定能做到时,就会努力去实现它。摩尔当初提出他的观察报告时,他实际上是给了人们一种信念,使大家相信他预言的发展趋势一定会持续。
⑺ 在计算机网络领域的摩尔定律,芯片的运算速度每多少个月翻一番
每隔18-24个月便会增加一倍,摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。
其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
(7)计算机网络领域的摩尔定律芯片的运算速度是扩展阅读
摩尔定律的发展历程:1965年4月19日,《电子学》杂志(Electronics Magazine)第114页发表了摩尔撰写的文章〈让集成电路填满更多的组件〉,文中预言半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量将每年增加一倍。
1975年,摩尔在IEEE国际电子组件大会上提交了一篇论文,根据当时的实际情况对摩尔定律进行了修正,把每年增加一倍改为每两年增加一倍,而普遍流行的说法是每18个月增加一倍。但1997年9月,摩尔在接受一次采访时声明,他从来没有说过每18个月增加一倍,而且SEMATECH路线图跟随24个月的周期。
⑻ cpu 的发展
远去的历史:微处理器发展的第一阶段
讲完了一些技术的简单内容,现在就带大家去看看CPU是怎样从无到有,并且一步步发展起来的。 根据大家的记忆,笔者把它分为了几个发展阶段。注意,这并非按照教科书去分,而是我们的记忆。
Intel公司成立于1968年,格鲁夫(左)、诺依斯(中)和摩尔(右)是微电子业界的梦幻组合
Intel 4004
1971年1月,Intel公司的霍夫(Marcian E.Hoff)研制成功世界上第一枚4位微处理器芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器,霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。
4004当时只有2300个晶体管,是个四位系统,时钟频率在108KHz,每秒执行6万条指令(0.06 MIPs)。功能比较弱,且计算速度较慢,只能用在Busicom计算器上。
格鲁夫 “只有偏执狂才能生存”
1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器),其中4004(上图)包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。
Intel 8008
1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。
Intel 8080 ,第二代微处理器
1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微处理器就此诞生。主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管,处理速度为0.64MIPS。
摩尔定律
摩尔预言,晶体管的密度每过18个月就会翻一番,这就是着名的摩尔定律。
第一台微型计算机:Altair 8800
1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375美元,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
1976年,Intel 发布8085处理器
当时,Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。Zilog公司于1976年对8080进行扩展,开发 出Z80微处理器,广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。直到今天,Z80仍然是8位处理器的巅峰之作,还在各种场合大卖特卖。CP/M就是面向其开发的操作系统。许多着名的软件如:WORDSTAR 和DBASE II都基于此款处理器。
WordStar
处理程序WordStar是当时很受欢迎的应用软件,后来也广泛用于DOS平台。
曾经的辉煌代表产品:
Apple Ⅰ
1976年3月,Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计算机Apple I,4月1日愚人节这天,两个Steve成立了Apple计算机公司。
Apple II
1976年:一些离开了Motorola公司的部分工程人员自组成立MOS Technology公司,并且开发出了6502处理器。它的位宽为8bit,频率只有1MHz,并且无协处理器。但它是IBM PC机问世之前世界上最流行的微型计算机Apple II(苹果机)的CPU。Apple II是第一个带有彩色图形的个人计算机,售价为1300美元。Apple II及其系列改进机型风靡一时,这使Apple成为微型机时代最成功的计算机公司。
Intel 8086
1978年6月,Intel推出4.77MHz的8086微处理器,标志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管,售价360美元。 不过当时由于360美元过于昂贵,大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑,于是 Intel 在1年之后,推出4.77MHz的8位微处理器8088。IBM公司1981年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着x86架构和IBM PC 兼容电脑的产生。
发布的时候,8086的时钟频率有4.77,8和10MHz 三个版本,包括了具有300个操作的指令集。其中8MHz 版本包含了大约28,000个 晶体管,具备0.8 MIPs 的能力。
当Bill Gates崭露头角时,昔日校友正在哈佛上二年级
“让每个家庭每张桌子上都放一台电脑。”
1979年6月1日,Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088,它是8086的廉价版本,价格为大众所接受。在性能方面,它在内部以16位运行,但支持8位数据总线,采用现有的8位设备控制芯片,包含29000个3微米技术的晶体管,可访问1MB内存地址,速度为0.33MIPS。
Intel 8088电路
同年9月,Motorola推出M68000 16位微处理器,它因采用了68000个晶体管而得名。该处理器主要供应Apple公司的Macintosh 和Atari 的ST系列电脑上。后继版本的处理器,包括68020则被使用在Macintosh II 机型。
Microsoft的秘密交易
1980年10月,Microsoft把握了一次绝佳的发展机遇。IBM在秘密进行代号为“跳棋计划”的开发项目(第一台IBM PC)过程中,向Microsoft提出采购一套操作系统。Paul Allen抓住机会与Seattle Computer Procts的Tim Patterson签约,向其支付了不到10万美元,获得了其DOS操作系统的版权并进行了一些修改,从而做成了与这个神秘客户(IBM)的大买卖。
今天的Windows系列操作系统仍然兼容DOS,这个系统对于老一代电脑用户来说再熟悉不过了。
IBM PC创造历史
早在1980年7月,一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心,开始开发后来被称为IBM PC的产品。一年后的8月12日,IBM公司在纽约宣布第一台IBM PC诞生,这个开创计算机历史新篇章的时刻,迄今正好25年。
第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088,操作系统是Microsoft提供的MS-DOS。IBM将其命名为“个人电脑(Personal Computer)”,不久“个人电脑”的缩写“PC”成为所有个人电脑的代名词。IBM原来预计在一年中售出241683台PC,然而用户的需求被大大低估了,实际上一个月的订货量就超出了预计。
1981年:80186和80188发布。这两款微处理器内部均以16位工作,在外部输入输出上80186采用16位,而80188和8088一样均是采用8位工作。这是一颗性能介于8088,80286之间的的CPU。但事实上80186从来都没有在PC中应用,它仅仅存在于一个小范围的圈子中,作为一个小型的控制器出现,哪怕是今天。从这个时候起,AMD公司已经开始生产80186 CPU了。
1982年2月1日:在80186发布后的几周,80286就发布了。80286处理器集成了大约13.4万个晶体管,最大主频为20MHz,采用16位资料总线和24位位址总线。与8086相比,80186/80188增强了部分软硬件功能 80286增加了实存(24位地址)和虚拟存储器管理,可以在两种不同的模式下工作,一种叫实模式,另一种叫保护方式。80286开始正式采用一种被称为PGA的正方形包装。
Intel 80386
1985年10月,Intel推出16MHz 80386DX微处理器(最高33MHz 主频),可以直接访问4G字节的内存,并具有异常处理机制;虚拟86模式可以同时模拟多个8086处理器来加强多任务处理能力。 80386的广泛应用,将PC机从16位时代带入了32位时代。此外它还具有比80286更多的指令集。发布时,80386的最快速版本的主频为20MHz,具备6.0 MIPs ,包含275,000个晶体管。
当时,IBM已经收到大量286机器的订单,不愿立即转向386,同时IBM担心长期受制于Intel芯片,开始暗中开发自己的处理器,所以对是否采用386芯片不置可否。Compaq乘机而上,推出386芯片的电脑,迅速占领了市场。
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参考:http://cpu.zol.com.cn/22/226173.html
⑼ 什么是计算机摩尔定律
摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。
“摩尔定律”归纳了信息技术进步的速度。在摩尔定律应用的40多年里,计算机从神秘不可近的庞然大物变成多数人都不可或缺的工具,信息技术由实验室进入无数个普通家庭,因特网将全世界联系起来,多媒体视听设备丰富着每个人的生活。
(9)计算机网络领域的摩尔定律芯片的运算速度是扩展阅读:
摩尔定律发现背景
早在1959年,美国着名半导体厂商仙童公司首先推出了平面型晶体管,紧接着于1961年又推出了平面型集成电路。这种平面型制造工艺是在研磨得很平的硅片上,采用一种所谓“光刻”技术来形成半导体电路的元器件,如二极管、三极管、电阻和电容等。
只要“光刻”的精度不断提高,元器件的密度也会相应提高,从而具有极大的发展潜力。因此平面工艺被认为是“整个半导体的工业键”,也是摩尔定律问世的技术基础。
1965年时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇观察评论报告,题目是:“让集成电路填满更多的元件”。在摩尔开始绘制数据时,发现了一个惊人的趋势:每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量,每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。
如果这个趋势继续的话,计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。摩尔的观察资料,就是后来的摩尔定律,且仍不同寻常地准确。
人们还发现这不光适用于对存储器芯片的描述,也精确地说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展。该定律成为许多工业对于性能预测的基础。在26年的时间里,芯片上的晶体管数量增加了3200多倍,从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。