存储学堂丨半导体行业性能预测的标准----摩尔定律

    万物发展皆有其规律，自然界有其发展蜕变规律，生物有其进化规律，而事物的发展也遵循着规律有续进行。而今天小雪要给大家讲的是半导体行业的发展规律——摩尔定律。

   摩尔定律是物理、技术、创新和经济紧密相关的一个定律，是半导体行业的一个语言，是人类创造史上一个富有传奇篇章，改变着人类历史进程和人类认知活动的一个重要里程碑。 

   摩尔定律于1965年由英特尔（Intel）名誉董事长戈登·摩尔（Gordon Moore）经过长期观察发现而来。是指IC上课容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，按照这个趋势，计算能力相对于时间周期将呈指数式上升，这个阐述一直延续到至今，且不同寻常的准确，不光适用于对存储芯片的描述，也精确说明了处理机能力和磁盘驱动器存储容量的发展，该定律成为性能预测的基础。

   摩尔定律之所以可以成为行业的基准，在于历史一次次验证了其准确性。 

   1959年，摩尔第一次给出的数据为当时在硅片上只集成了一个元件。随后的几年，集成的元件数目也没有提高多少。摩尔根据他的评价方法，将有限的5个数据罗列出来做出图表，如1964年单个芯片上发展到有32个元件。更令人惊异的是，1965年的数据是芯片上有60多个元件，而且是处于实验室研发过程中，预计在1965年末才发布的产品。根据这些有限的数据，他做出了大胆的预言，预测十年后集成度要达到65000个！十年后的1975年，英特尔公司正在生产集成度约为65000个元件的内存，摩尔的预言惊人实现。

   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。若按摩尔本人"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。

   若从个人计算机（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。

   最后总结，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，摩尔的预言准确而又难能可贵，所以才会得到业界人士的公认，并产生巨大的反响。

   如今，摩尔定律已成为工业发展的一个规划进度表，正是受到平面工艺创新的启迪，摩尔才得到他的“定律”。由于工艺的不断创新，使得器件能够做得越来越小，瑞势国际也紧跟技术发展，将最新半导体技术与带给广大用户。

*以上图片来源于网络

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