50 éves Moore törvénye, de vajon meddig tartja még magát?

1965-ben Gordon Moore, aki vegyészből lett villamosmérnök, azt jegyezte le tanulmányában, hogy az adott felületű chipre integrálható tranzisztorok száma adott ütemben növekszik – később pontosított, két évente duplázódó számot állapított meg. Ez természetesen az integrált áramkörök számítási kapacitására is hatással van, az is növekszik. Megállapítását akkor legalább egy évtizedre tette, de ez a fejlődés most is tart. Először csupán a gyártástechnológia fejlődött, egyre kisebb méretű félvezető elemek lettek gyárthatók (Moore megállapítása is erre vonatkozott csupán). Ehhez Nikolay Basov is hozzájárult a lézer kifejlesztésével (közös Nobel-díj 1964-ben Alexander Prokhorovval and Charles Hard Townes-szal), amelyet a félvezetőgyártásban is hasznosítottak pár évvel később. A gyártástechnológia finomodott, 1990-ben már egy tranzisztor csupán 100 nanométer széles volt, ám ekkora méretben már a velük elérhető számítási teljesítmény csökkenni kezdett, ezért az Intel (amelynek Moore a társalapítója volt) és az IBM is új anyagok után nézett. A 2000-es évekre meg is találták a megoldást, az egymásra rétegzett, különböző rácsszerkezetű szilícium felhasználásával. Így Moore törvénye továbbra is érvényes maradt, de már akkor is azt mondták, hogy ez nem mehet így örökké. Annak ellenére, hogy a 1998-tól a növekedés üteme tovább gyorsult, most már nem két év, hanem 18 hónap is elég a duplázáshoz.

Egy mai mikroprocesszorban a tranzisztor 14 nanométer széles csupán, Moore törvénye pedig ismét egy határhoz közeledik. Most a hulladékhő elvezetése okoz problémát, ezért a tranzisztorokkal elérhető órajel (ami Moore törvénye szerint eddig növekedett) stagnál. A mobil készülékekben egyébként sem lehet több GHz-re növelni az órajelet, azok túl sokat fogyasztatnának, hamar lemerülne akkumulátoruk. Egy új anyag, a hafnium oxid bevezetése segít a hővezetésben: vele nagyjából 5 nanométerig csökkenthetők a méretek, de ez után már alapjaiban kell változnia a félvezetőt használó áramkörök működésén (legalábbis most így gondoljuk). Talán analóg, az agyi ideghálózatot szimuláló processzorok nyújtanak megoldást? Vagy a kvantumszámítógépek? Vagy a fénnyel működő tranzisztor? Ezt még nem tudjuk. De ha Moore törvénye eddig fennállt, az integrált áramkörök számítási kapacitásában akkor is tovább érvényben lehet, még ha a készülékekben nem is elektronok, hanem fotonok fognak dolgozni.