La Legge di Moore

La Legge di Moore
1965- ????
Gennaio 2003
Chi è?
Gordon E. Moore ha fondato Intel nel 1968 insieme a Robert Noyce
Famoso per la ‘legge’ che stabilisce che la potenza di un chip
aumenta ogni 18 mesi
Ha lasciato il board of directors della società a 72 anni per raggiunti
limiti d’età
Rimarrà il presidente onorario di Intel
Legge di Moore
Il cammino della previsione …
• Nel 1965, Moore suppose che l’incremento della
capacità elaborativa sarebbe proseguito per tutti
gli anni 70 al ritmo di un raddoppio ogni 12 mesi
• Previsione corretta nel 1975, che portava ad un
raddoppio ogni 2 anni e alla validità per gli anni
80
• Riformulata a fine anni 80 sulla base di
osservazione della evoluzione negli anni
precedenti, ad un raddoppio ogni 18 mesi, ed
estesa per gli anni 90
Da supposizione a legge
• Quella supposizione non solo si è rivelata
sorprendentemente corretta per un periodo
molto lungo ma è diventata il metro di
misura e un obiettivo per le aziende che
operano nel settore tanto da essere percepita
come una legge
• Ma spesso si corre il rischio di fraintenderla
più transistor = …
• Pentiun II a 300 MHz
• Maggio 1997
• 7,5 milioni di
• Pentiun IV a 1.5 Ghz
• Novembre 2000
• 42 milioni di transistor
transistor
In 42 mesi la legge di Moore prevedeva che il numero dei
transistor all’interno del processore sarebbe dovuto salire a
circa 40 milioni
+ prestazioni ???
Come sono aumentate le prestazioni ?
Eseguendo il benchmark Business Winstone 2001 di Ziff Davis e
utilizzando piattaforme con configurazione similari :
-Pentiun II ha fatto registrare 13,9
-Pentiun IV ha fatto registrare 43,5
Se le prestazioni si fossero raddoppiate ogni 18 mesi avremmo
dovuto avere 74,1.
Cosa impedisce alle prestazioni di tenere il passo ?
Prestazioni del sistema
Né la velocità della memoria né quella del bus di sistema stanno
crescendo così come afferma la legge.
Tuttavia il principale colpevole sembra essere la velocità di I/O dei
dischi rigidi.
La capacità è cresciuta di un ordine, ma la velocità di trasferimento
dati dei dischi rimane molto inferiore alla velocità della Cpu.
Quindi incrementare il numero di transistor nella Cpu e la sua
frequenza non necessariamente equivale a incrementare le
prestazioni dell’intero sistema.
Legge di Moore e Microelettronica
Da circa un decennio il grande dibattito nella microelettronica
gravita intorno alla legge di Moore, ovvero alla possibilità di
miniaturizzare sempre più i componenti sui chip.
I tecnologi situano all’incirca al 2012 la fine della corsa a
miniaturizzare sul silicio “classico”, di fronte a invalicabili limiti
fisici e di complessità produttiva
E’ la frontiera dei “nanocircuiti” a base organica che comincia ad
offrire una risposta su che cosa potrebbe succedere dopo il 2012.
Miliardi di semiconduttori organici o plastici sui chip del futuro.
La nanotecnologia
Per Intel con la nanotecnologia si intende strutture con misure al di
sotto dei 100 nanometri (nm, pari a 0,1 micron)
Entro quest’anno entreranno in produzione i primi microchip con
una tecnologia di litografia (“stampa” di circuiti integrati sui wafer
di silicio) a 90 nanometri e con transistor da 50 nm.
La nanotecnologia sta facendo moltissimo progresso, soprattutto con
l’utilizzo di nanotubi al carbonio.
I nanotubi hanno speciali caratteristiche elettroniche che permettono
la costruzione di transistor, conduttori e superconduttori molto più
piccoli dei dispositivi basati sul silicio.
Nanotecnologia e record
Con la nanotecnologia c’è la concreta speranza di riuscire a creare
transistor grandi quanto una molecola, e quindi continuare la marcia
alla miniaturizzazione anche dopo che la tecnologia al silicio avrà
raggiunto i limiti imposti dalla natura quantistica della materia
Dall’alleanza tra Amd e l’università di Berkeley nasce il transistor
double-gate più piccolo del mondo, da 10 nanometri.
Il Quantum Science Research Group diretto da Stan Williams, di Hp
ha realizzato la memoria da 64 bit a più alta densità elettronica del
mondo, così piccola che oltre mille potrebbero stare in fila sulla punta
di un capello.
Nanotecnologia e business
La nanoelettronica è come il progetto di un “palazzo” i cui mattoni
stanno per essere sfornati solo ora
• Gli elementi logici su nanotubo creati da Ibm
• Il transistor da una molecola dei Bell Labs
• I circuiti basilari su nanowire che si auto-assemblano di Harvard
Ma le prospettive di business sono enormi.
Come dice Stan Williams di Hp , “l’era del computer non è ancora
cominciata”.
Applicazioni della nanotecnologia
La National Science Foundation degli USA ha valutato un mercato di
oltre 3000 miliardi di euro nei prossimi 10 o 15 anni.
Edifici e macchinari potrebbero diventare capaci di segnalare da soli
quando serve un intervento di manutenzione, e magari di ripararsi da
soli.
I vestiti potrebbero monitorare lo stato di salute di chi li porta ed
avvisare su eventuali agenti pericolosi presenti.
Progresso o regresso?
Il progresso tecnologico ci sta portando fuori strada?
E’ come affermare che l’alfabeto è perverso perché può essere
utilizzato per formare parole di insulto.
E invece è ottimo quando serve per scrivere poesie o teoremi di
geometria superiore.
Quello che conta è l’uso.
E a questo punto è doveroso chiedersi quale utilizzo si farà delle
nanotecnologie che stanno ora assorbendo le energie dei ricercatori,
Obiettivi
Superare i confini della materia.
Il microchip al silicio è miniaturizzabile fino a un certo punto, fino al
“muro” eretto dalle leggi della fisica classica.
Come oltrepassarlo ?
Un esempio sono le ricerche nel campo dei chip organici.
Ma il futuro riserva sorprese anche maggiori.
Come il computer quantistico, anche se siamo solo nel campo della
teoria.
Ma se si troverà il modo di realizzarlo consentirà di moltiplicare
all’infinito la capacità di calcolo dei normali PC.
Come? Non risponderà più alle leggi della fisica classica.
Ma questo è, appunto, il futuro.