听着耳熟？摩尔定律到底是什么？

预言发布于50年前的

那个三月……

英特尔公司的联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)，上周五在夏威夷的家中去世，享年94岁。身为半导体行业的先驱和杰出人物，他最为人熟知的理论便是摩尔定律(Moore's law)——该定律描述了半导体领域技术创新进程的持续性和剧烈度。直到今天，摩尔定律仍推动着信息技术行业的发展。

（图源：百度）

50年前，摩尔还是硅谷的一位年轻化学家,他应邀在《电子学》杂志上发表了一篇研究报告，谁也没有想到，这篇论文中的内容，为接下来十几年间的数字革命奠定了基础。

Fifty years ago this week, a chemist in what is now Silicon Valley published a paperthat set the groundwork for the digital revolution.

你可能从来没听过摩尔定律，但它与我们的数字生活息息相关。简单来说，摩尔定律解释了为什么新款的电脑、手机和平板明明有着更快的运算速度和更好的屏幕分辨率，却依旧和老型号的价格差不多。

我们中的大部人都早已习惯了技术的迭代。参观旧金山百思买商场时，记者发现货架上堆满了最新发布的数字设备。在货架边，记者询问了几名顾客对于新设备（电脑，手机或是平板）的期望：

*百思买商场：Best Buy，全球最大家用电器和电子产品零售集团。

“更轻薄，更快”

“我想要更高的分辨率，更好的画质……”

“……当然是更快的刷新率和运算速度”

（图源：百度）

然而，当问及摩尔定律时，顾客们却很困惑。显然，他们并不知道新设备为何价格与之前无异，却更快，更薄，画质更好。

顾客之一的Mijak猜测道：“……或许科技公司赚得少了？

事实与他的猜测恰恰相反。不是因为科技公司赚的少了，而是科技产品成本降低了。

摩尔是一位谦逊低调的研究员。他说，自己早在1965年的一次调研中，就观察到每一代硅芯片中的晶体管含量都比上一代多。

*晶体管：泛指一切以半导体材料为基础的单一元件，是现代电器的最关键的元件之一

Moore, who comes off as the humble, low-key boy from Pescadero, Calif., that he is, says he had an observation back in 1965 about the way each generation of silicon chips had more transistors than the last.

“它的数量每年翻一倍——2,4,8,16,32……”摩尔回忆道，“……所以我预测，芯片中晶体管的数量将保持每年翻倍的趋势，不出10年，一块芯片上的组件，将从60上升至60,000。”

摩尔将他的研究报告发表在《电子学》杂志上。后来人们发现，该理论不仅适用于半导体科学，也与电子工业经济的发展密切相关。

Moore published his prediction in Electronics Magazine. It was as much about science as it was about the economics of the growing electronics industry.

摩尔定律的预测和实际情况

（图源：Paul Sakuma/AP）

摩尔说：“我想通过这个“定律”让人们明白，我们该如何制造出更便宜的电子产品。该理论说明，我们在芯片上布设的晶体管组件越多，它每单元的价值便越低。”

"I wanted to get across the idea that this is the way we're going to make cheap electronics. The nature of the whole industry is the more stuff you can put on a chip, the cheaper it is per unit of stuff," Moore says.

“这个观点背后的原理是：如果硅芯片制造商能集中研发芯片的化学印刷工艺，生产出更便宜的微型电子芯片。那么随着这种芯片被大量生产，市场也会急剧扩张，形成‘技术提升——降低成本——促进生产消费’的良性循环。”

*化学印刷工艺：印刷金属电路板时采用的化学方法

通过多年的调查观测，摩尔稍微修改了他的“定律”——芯片上晶体管组件的数量并不是每年翻倍，而是保持大约两年翻一番的速度趋势。同时，这种趋势需要靠逐年递增的资金进行维持。去年，英特尔公司在研发上便投入了110亿美元，另有100亿美元用于翻新芯片工厂。

马克·波尔已经在英特尔公司工作了37年，期间，他一直在研发芯片的团队中担任着首席科学家。“恐怕摩尔定律在某种意义上是一位严苛的老板，”波尔在接受采访时说道，“摩尔定律鞭策我们必须不断学习如何让晶体管变得更小，提升芯片的性能，降低其功耗和成本，才能在市场竞争中保持优势”

"We have to continually learn how to make transistors smaller to achieve these benefits —————improved performance, lower power and lower cost per transistor."

历年电子产品型号和价格的变化（图源：百度）

目前，市场仍持续为这些高效低耗的芯片探寻新的用途。但问题的关键是——芯片越来越小巧，发明家和企业家持续开发新产品——上述情况已经维持了50年。而这种情况还能维持多久？

波尔说：“我认为摩尔定律已经很难在维持下去了……因为任何事物都不可能永久保持每年翻倍的趋势——这在物理学上是不可能的。”

"I think we're running out of gas here with Moore's Law," Bohr says. "Because no physical process can continue doubling every year forever — it's physically impossible."

英特尔的科研人员普遍认为摩尔定律还能再保持10年。其他专家则没有那么乐观。

你可能会好奇目前最新型的芯片上有多少晶体管。拿最新款iPhone中的芯片举例。光是指甲盖大小的iPhone芯片上就装载了约20亿组晶体管。并且这还不是"顶配”——有的芯片上装了80亿组。

所以，现状确实让人好奇摩尔定律还能维持多久，并且当它不再适用时——当电子设备随着每代革新而变得越来越贵时——数字革命是否仍会继续？

 也许革命仍会继续——或许那时我们会找到更好的方式运用手头的科技，继续创新发展。

原文链接：https://www.npr.org/sections/alltechconsidered/2015/04/20/400988928/at-50-years-old-the-challenge-to-keep-up-with-moore-s-law

编译 | 宋嘉硕

排版 | 宋嘉硕