Định luật Moore hết đát và dấu chấm hết cho sự phát triển của CPU?

Phải chăng, thếi PC sẽ đạt đỉnh trong tương lại gần?

Ngày nay, chúng ta đã quá quen với các PC có khả năng xử lý vài trăm triệu đến vài tỷ phép tính mỗi giy. Hiệu năng này đến từ nhiều yếu tố như kiến trúc, giải thuật… nhưng quan trọng hơn cả là việc số transitor tăng một cách chóng mặt trong vài chục năm trở lạy.

Moore và định luật mang tên mình

Gordon Earle Moore, sinh ngày 3/1/1929 tại San Francisco California . Ông là đồng sáng lập và hiện là chủ tịch danh dự của tập đoàn sản xuất chip hàng đầu thếi: Intel.

Định luật mang tên ông được coi là định hướng cho ngành sản xuất chip trên thếi trong suốt vài thập kỷ qua. Thậm chí, nó còn ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiều khía cạnh khác củi công nghệ: tốc độ xử lý, bộ nhớ, số lượng điểm ảnh của máy ảnh kỹ thuật số…

Transistor và việc giảm kích thước transistor
Transistor (hay bóng bán dẫn) là thành phần cơ bản nhất của một chip xử lý. Nhiệm vụ của các bóng bán dẫn này là hiển thị các trạng thái tắt/bật tương ứng với số 0 và 1 trong hệ nhị phn để xử lý dữ liệu. Thông tin thêm về transistor các bạn có thể tham khảo tạy.

Về căn bản, cách dễ dàng và trực tiếp nhất để tăng tốc độ, khả năng xử lý của CPU là tăng số lượng bóng bán dẫn trên mỗi con chip. Và để làm việc này mà không kéo theo việc tăng kích thước của bảng mạch cũng như tăng quá nhanh điện năng tiêu thụ, cách khả dĩ nhất là tìm cách giảm kích thước mỗi transistor. Thực tế, trong vài chục năm trở lạy chính việc giảm kích thước mỗi transistor là cách để các nhà sản xuất (NSX) chip tăng hiệu năng, giảm giá và kích thước của PC.

Hãy nhớ, cách đy khoảng 70, 80 năm khi máy tính mới bắt đầu manh nha, chúng ta sử dụng một thiết bị gọi là van (valve) để làm thay nhiệm vụ của transistor. Vng đúng, các bạn không tưởng tượng nhầm. Đúng, chúng là các van hơúng nghĩa với kích thước khổng lồ (nếu so với các transistor). Đương nhiên, lượng điện năng tiêu thụ và kích thước của các cỗ máy này hết sức lớn. Cho đến năm 1971, chúng ta có 4004 transistor trên mỗi inch vuông và đến nay, con số này đã vượt qua một tỷ.

Sự “dãn ra” của định luật Moore và nhữngi hạn trong việc sản xuất chip

Ban đầu, định luật Moore cho rằng số lượng bóng bán dẫn trên mỗi inch vuông sẽ tăng gấp đôi sau mỗi năm. Phát biểu này của ông được đăng trên các tạp chí công nghệ vào năm 1965. Tuy nhiên, đến năm 2000, ông phải sửa thành 18 tháng. Thực tế từ năm 2007 trở lạy, thếi phải mất khoảng 5 năm để tăng được gấp đôi số bóng bán dẫn trên mỗi inch vuông.
Những rào cản

Tuy nhiên, một rào cản lớn hơn đang chờ đợi các nhà sản xuất chip: kích thước phn tử. Một khi kích thước các Transistor nhỏ bằng kích thước phn tử, chắc chắn (với các hiểu biết hiện nay) chúng ta không thể tiếp tục giảm được nữa. Đy là một rào cản được coi là không thể vượt qua trừ khi chúng ta có những tiến bộ vượt bậc trong thời gian tới.

Liệu con người có thể vượt quai hạn?

Còni hạn phn tử -i hạn được coi là không thể vượt qua còn cách chúng ta khá xa nữa. Ngay cả khi, Intel và các đối tác tiếp tục giảm thành công với tốc độ như hiện nay, cũng phải 15 đến 20 năm nữa chúng ta mới phổ biến được các transistor có kích thước phn tử (thực tế, hiện tạã có nghiên cứu về điều này nhưng tất cả mới chỉ dừng lại ở mức thí nghiệm).

Biết đu, trong vòng 20 năm nữa, chúng ta sẽ được chứng kiếng bước nhảy vọt không thể tin nổi của công nghệ (như điều mà chúng ta đã được thấy trong suốt vài thập kỷ trở lạy).

Kết

Theo Bưu Điện Việt Nam