基礎:計算機是什麼

摩爾定律(Moore's law)

/ MORZ law /

1965 年,Intel 共同創辦人 Gordon Moore 注意到一個顯著的趨勢,並預測它會延續下去:工程師能塞進一顆晶片的電晶體數量,大約每兩年就翻倍,因為每個電晶體都在縮小。數十年來這個預測以驚人的穩定維持著,並成為整個產業的節拍器——晶片上的開關一代比一代密集,幾乎照表操課。

務必精確區分這條定律是什麼、不是什麼。摩爾定律談的是電晶體數量——一顆晶片裝得下多少開關——而不直接談速度。它是一項經濟與工程上的觀察,不是物理定律;它能成立,是因為整個產業圍繞著兌現它而組織起來。更多電晶體給了設計者打造更大快取、更多核心、更巧妙微架構的原料,這就是電晶體紅利轉化為實用能力的途徑。

對今天要誠實:摩爾定律已大幅放緩,且就許多衡量而言實質上正在終結,因為電晶體現在只有幾個原子寬,要再縮小極其困難且昂貴。關鍵在於:即使電晶體數量曾持續成長,那個把「更多電晶體」轉成「按比例更快、更涼」的伴生趨勢——Dennard 微縮——在 2005 年前後就已崩解。所以「電腦會自己一直變快」這個讓人安心的信念,已不再為真。這個終結,正是為什麼計算機結構在今天更為重要:沒有電晶體縮小帶來的免費搭車,更聰明的設計才是我們持續進步的方式。

1970 年代初的晶片裝著幾千個電晶體;現代晶片裝著數百億個。這驚人的成長就是摩爾定律的展現——但翻倍的間隔已遠遠拉長到超過兩年,並逐漸消退。

摩爾定律數的是電晶體,不是速度——而且它正在耗盡。

兩個誠實的更正:摩爾定律談的是電晶體數量,不是速度;而且它正在放緩或終結。再加上 Dennard 微縮的終結,電腦不再會自動變快。

又称
Moore scaling摩爾定律