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人类历史上最灵验的预言:戈登·摩尔与摩尔定律

人类历史上最灵验的预言:戈登·摩尔与摩尔定律

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放眼人类历史, 摩尔定律的准确性也是惊人的。作为内行人的经验之谈,它的先见之明被计算机行业半个多世纪的腾飞式发展所验证。而戈登·摩尔正是那个站在摩尔定律身后,悄然掌握住时代脉络的人。


英特尔公司联合创始人戈登·摩尔



01 仙童“叛逆”
1929年1月3日,戈登·摩尔出生在加州旧金山的佩斯卡迪诺。9个月后,美国历史上最为严重的经济危机爆发,这一时代背景构成了摩尔的童年。但摩尔的锋芒却未由此蒙尘。事实上,他的天赋在高中时代便已显露出来。

摩尔在数学和体育方面的成绩相当亮眼。他能轻松地在与数学有关的课程中取得高分,并且同时参与了4个不同体育项目的运动队 , 担任其中的实力干将。摩尔后来回忆这段时光是,认为自己那时把更多的时间花在了体育而不是学习上。 直到高中的最后一年,他才真正投入心思到升学中去,并作为家族中第一个大学生,考入了圣约瑟州立大学。

两年后,摩尔转入入加州伯克利大学读书。并于1954年在帕萨底那的加州技术学院获得物理和化学博士学位。在那之后,摩尔走上了科研的道路。

他到约翰·霍普金斯大学的应用物理实验室工作,研究方向是观察红外线吸收性状和火焰分光光度分析。不幸的是,他的研究之路并不顺利。实验室带头人的离去,让整个项目陷入存亡危机。摩尔自己也开始对其科研工作产生怀疑:“我开始计算自己发表文章的效益,计算结果是每个单词值5美元。对于基础研究而言这很不错了。但是,我仍不确定知道谁会读这些文章, 也不知道政府能否从中获得相应的价值。”

摩尔研究生涯的不顺利,却给他之后人生的重大转折埋下了伏笔。不久,诺贝尔物理奖得主威廉·肖克利招募摩尔进入他的半导体公司。摩尔开始用自己的化学所长来研究如何让半导体更加“导电”。在这个时期,摩尔首次窥见了半导体行业的曙光。

与肖克利的合作并没有产出任何拿得出手的成果。由于行事方式不和,摩尔与公司内的另外七位青年才俊决定从肖克利的公司出走。肖克利听闻后怒不可遏,称他们是“八叛逆”。

仙童公司青年才俊济济一堂


“八叛逆”出走后,拿着华尔街日报,按纽约股票栏目挨家挨户寻找合作伙伴。历经数十次失败后,终于找到了慧眼识英才的天使投资人。这是纽约一家名叫仙童的摄影器材公司。 仙童公司老板费尔柴尔德为这些年轻人提供了种子基金,“八叛逆”正式在硅谷创办仙童半导体公司。计算机时代上的硅谷神话,至此拉开帷幕。



02  摩尔定律
仙童公司成长十分迅速,并很快接到了IBM的订单。而从IBM给仙童的第一张订单开始, 硅就逐步成为了半导体的主要材料。 此后,IT发生了天翻地覆的变化。其中主要发展应归功于将晶体管、电阻器和其他元件以越来越小的形式压缩到硅晶圆中。

用上了硅的仙童半导体公司很快进入了黄金时代。1967年,仙童公司的营业额已达到了2亿美元,成为了不折不扣的硅谷神话。八叛逆在IT行业内声名鹊起。曾经与他们不欢而散的肖克利也不得不承认八叛逆实际是“八个天才般的叛逆”。

而正是在仙童时期,摩尔对半导体行业建立起了最深刻的认知。1965年4月19日,他在《电子学》上发表文章,提出了举世闻名的摩尔定律——当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

摩尔认为,由于技术的进步,自集成电路被发明以来,微芯片上的晶体管数量每年大约翻一番。他对这一趋势将持续下去的预测被称为“摩尔定律”,后来修正为“每两年”。

图源:彭博社


放眼人类历史, 摩尔定律的准确性也是惊人的。作为内行人的经验之谈,它的先见之明被计算机行业半个多世纪的腾飞式发展所验证。而戈登·摩尔正是那个站在摩尔定律身后,悄然掌握住时代脉络的人。

但是,摩尔定律提出后,却并没有在当时迅速掀起波澜。而仙童公司的框架也开始限制摩尔的发展,当初的八叛逆也在捞到第一桶金之后各奔东西。1968年,摩尔离开仙童,成立了大名鼎鼎的英特尔。至此,摩尔定律的实现将不再缚手缚脚。



03 X86架构的帝国时代
1969年,英特尔推出了第一批产品——双极处理64位存储器芯片,代号为3101。第二年,又推出了第一个大容量(256位)金属氧化物半导体存储器1101。1972年,又推出了第一个容量为1KB的动态随机存储器1103。

英特尔的发展,步步履行着摩尔定律的诺言。而硅处理器也彻底击败了磁芯处理器,个人电脑时代即将到来。

直到1980年,英特尔在存储器芯片行业的龙头地位都不曾动摇。但是日本松下推出的3200芯片改变了这一格局。松下的芯片迅速打开市场,并在与英特尔的斗争中迅速占据了上风。这时摩尔,再次作出了第二个重大战略转变,将公司的资源全部倾注到CPU业务上来。摩尔察觉到了个人电脑的巨大潜力,决定将宝全押上去。

从1985年起,英特尔开始同康柏联合研制以80386微处理器为基础的新型计算机,并于1987年成功地推出运算速度比IBM个人计算机快三倍的台式386计算机。英特尔重新拿回了芯片霸主的地位。

英特尔80386


1989年,摩尔决定退休。但在接下来的个人电脑时代浪潮中,英特尔一路高歌猛进,几乎成为了芯片的代名词。



04 传奇落幕
2023年3月24日,戈登·摩尔去世,享年94岁。这似乎意味着一个时代的终结。摩尔定律到现在已经难以置信地灵验了半个多世纪。但业内许多专家认为,摩尔定律已经走到了尽头。


半导体风云人物、台积电创始人张忠谋于2014年曾公开表示,摩尔定律正在苟延残喘,预计还有5~6年寿命。而在2017年时,他认为摩尔定律现在更多反映经济学定理,即单位晶体管的价格会每两年减少一半,但在2025年就很难达到。当他得知摩尔去世的消息后说:“很悲伤听到戈登(Gordon Moore)逝世的消息,戈登是我很尊重、相知超过60年的挚友……戈登过世,也表示我的半导体第一代共同奋斗的朋友,所剩无几。”

NVIDIA创始人黄仁勋表示:“展望未来,基于摩尔定律的价格曲线已经走到了尽头,继续利用这种趋势的机会已经结束。所以,如果你想以一种划算的方法进行大规模计算……宽泛而言,加速计算是真正的前进方向。”

但是,摩尔定律的传奇已经永载史册,Intel的发展也不会结束。1974年,摩尔为Intel提出了一句口号:改变是我们终身的热爱。这也是他和Intel给芯片行业乃至整个人类技术发展留下的最重要的精神遗产。


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