Rabu, 21 Desember 2011

hukum moore

Sejarah
Prediksi kenaikan serupa daya komputer telah ada bertahun-tahun sebelum Moore menerbitkan pengamatan. Alan Turing dalam kertas tahun 1950 telah meramalkan bahwa dengan pergantian milenium, komputer akan memiliki kata-kata dari memori miliar. [12] Moore mungkin sudah pernah mendengar Douglas Engelbart, rekan-penemu mekanis hari ini mouse komputer, membahas tentang downscaling diproyeksikan ukuran sirkuit terintegrasi dalam kuliah 1960. [13] Sebuah artikel New York Times yang diterbitkan 31 Agustus 2009, kredit Engelbart sebagai telah membuat prediksi pada tahun 1959. [14]
Moore pernyataan asli yang penting transistor meningkat dua kali lipat setiap tahun dapat ditemukan dalam publikasi “menjejalkan lebih komponen ke sirkuit terpadu”, Elektronika Magazine 19 April 1965:
Kompleksitas minimum biaya komponen telah meningkat dengan laju sekitar satu faktor dua per tahun … Tentu selama jangka pendek tingkat ini dapat diharapkan untuk melanjutkan, jika tidak meningkat. Selama jangka panjang, laju peningkatan ini sedikit lebih pasti, meskipun tidak ada alasan untuk percaya tidak akan tetap hampir konstan selama paling sedikit 10 tahun. Itu berarti dengan 1975, jumlah komponen per sirkuit terpadu untuk biaya minimum akan 65.000. Saya percaya bahwa rangkaian besar dapat dibangun di satu wafer. [8]
Istilah “hukum Moore” diciptakan sekitar 1970 oleh para profesor Caltech, VLSI perintis, dan pengusaha Carver Mead. [9] [15]
Moore sedikit mengubah perumusan hukum dari waktu ke waktu, menyarungkan keakuratan yang dirasakan Hukum Moore direnungkan. [16] Yang paling menonjol, pada tahun 1975, Moore diubah dengan proyeksi untuk dua kali lipat setiap dua tahun [17]. Meskipun kesalahpahaman populer, dia bersikeras bahwa dia tidak memperkirakan penggandaan “setiap 18 bulan”. Namun, Intel kolega telah diperhitungkan dalam meningkatkan kinerja transistor untuk menyimpulkan bahwa sirkuit terpadu akan kinerja dua kali lipat dalam setiap 18 bulan. [18]
Pada April 2005, Intel menawarkan $ 10.000 untuk membeli salinan asli Electronics Magazine. [19] David Clark, seorang insinyur yang tinggal di Inggris, adalah orang pertama yang menemukan buku dan menawarkan kepada Intel. [20]
Lain formulasi dan hukum yang serupa
PC kapasitas harddisk (dalam GB). Plot adalah logaritmik, sehingga garis dipasang sesuai dengan pertumbuhan eksponensial.
Beberapa ukuran teknologi digital di eksponensial memperbaiki tingkat yang berkaitan dengan hukum Moore, termasuk ukuran, biaya, kepadatan dan kecepatan komponen. Moore sendiri menulis hanya tentang kepadatan komponen (atau transistor) dengan biaya minimum.

Transistor per sirkuit terpadu. Perumusan yang paling populer adalah penggandaan jumlah transistor pada rangkaian terpadu setiap dua tahun. Pada akhir 1970-an, Hukum Moore dikenal sebagai batas untuk jumlah transistor pada chip yang paling rumit. Trend terakhir menunjukkan bahwa tingkat ini telah dipertahankan ke 2007. [21]
Kepadatan minimal biaya per transistor. Ini adalah rumusan Moore diberikan dalam kertas 1965. [8] Hal ini bukan hanya tentang kepadatan transistor yang dapat dicapai, tetapi tentang kepadatan transistor di mana biaya per transistor adalah yang terendah. [22] Karena semakin banyak transistor memakai sebuah chip, biaya untuk membuat setiap transistor berkurang, tetapi kesempatan bahwa chip tidak akan bekerja karena cacat meningkat. Pada tahun 1965, Moore memeriksa kepadatan transistor pada biaya yang dikurangi, dan mengamati bahwa, sebagai transistor dibuat lebih kecil melalui kemajuan dalam Fotolitografi, jumlah ini akan meningkat pada “tingkat faktor kira-kira dua per tahun”. [8]
Biaya per transistor. Sebagai ukuran transistor telah berkurang, biaya per transistor telah menurun juga. Namun, biaya produksi per satuan luas hanya meningkat dari waktu ke waktu, karena bahan dan pengeluaran energi per satuan luas hanya meningkat dengan masing-masing node teknologi berturut-turut.
Kinerja komputasi per unit biaya. Juga, sebagai ukuran transistor menyusut, kecepatan di mana mereka beroperasi meningkat. Hal serupa juga terjadi untuk mengutip hukum Moore untuk merujuk pada cepat terus maju dalam kinerja komputasi per satuan biaya, karena peningkatan jumlah transistor juga merupakan ukuran kasar performa pemrosesan komputer. Atas dasar ini, kinerja komputer biaya per unit atau lebih bahasa sehari-hari, “bang per buck”-dua kali lipat setiap 24 bulan.
Power konsumsi. konsumsi daya node komputer lipat setiap 18 bulan. [23]
Hard disk biaya penyimpanan per unit informasi. Hukum serupa (kadang-kadang disebut Hukum Kryder) telah dilaksanakan selama penyimpanan harddisk biaya per unit informasi. [24] Tingkat kemajuan dalam penyimpanan disk selama dekade telah benar-benar melaju lebih dari sekali, sesuai dengan pemanfaatan mengoreksi kesalahan kode, yang magnetoresistive efek dan efek magnetoresistive raksasa. Saat ini tingkat kenaikan dalam kapasitas harddisk kira-kira sama dengan laju peningkatan jumlah transistor. Trend terakhir menunjukkan bahwa tingkat ini telah dipertahankan ke 2007. [21]
RAM kapasitas penyimpanan. Versi lain menyatakan bahwa kapasitas penyimpanan RAM meningkat pada kecepatan yang sama seperti kekuatan pemrosesan.
Pixels per dolar Australia didasarkan pada harga eceran yang disarankan Kodak kamera digital
Kapasitas jaringan Menurut Gerry / Gerald Butter, [25] [26] mantan kepala Lucent’s Optical Networking Group di Bell Labs, ada versi lain, yang disebut Hukum Butter Photonics, [27] suatu formulasi yang sejajar dengan sengaja hukum Moore. Mentega Hukum [28] mengatakan bahwa jumlah data yang keluar dari serat optik dua kali lipat setiap sembilan bulan. Dengan demikian, biaya transmisi sedikit melalui jaringan optik berkurang setengah setiap sembilan bulan. Ketersediaan panjang gelombang-division multiplexing (kadang-kadang disebut “WDM”) meningkatkan kapasitas yang dapat ditempatkan pada satu serat sebanyak faktor 100. Optical networking dan DWDM cepat menurunkan biaya jaringan, dan kemajuan tampaknya terjamin. Akibatnya, harga grosir runtuh lalu lintas data dalam dot-com bubble. Hukum Nielsen mengatakan bahwa bandwidth yang tersedia bagi pengguna meningkat 50% per tahun. [29]
Pixels per dolar. Demikian pula, Barry Hendy dari Kodak Australia telah merencanakan “piksel per dolar” sebagai ukuran dasar nilai untuk kamera digital, menunjukkan linearitas sejarah (pada skala log) dari pasar ini dan kesempatan untuk memprediksi trend masa depan kamera digital harga dan resolusi.
Besar Hukum Moore Compensator (TGMLC) umumnya disebut sebagai gembung, adalah prinsip bahwa generasi-generasi dari perangkat lunak komputer cukup mendapatkan mengasapi untuk mengimbangi peningkatan kinerja yang diprediksi oleh Hukum Moore. Dalam sebuah artikel di 2008 InfoWorld, Randall C. Kennedy, [30] sebelumnya dari Intel, memperkenalkan istilah ini menggunakan versi-versi dari Microsoft Office antara tahun 2000 dan 2007 sebagai premis. Meskipun keuntungan dalam komputasi kinerja selama periode waktu ini sesuai dengan hukum Moore, Office 2007 melakukan tugas yang sama pada setengah kecepatan pada tahun 2007 prototipe komputer dibandingkan dengan Office 2000 pada tahun 2000 komputer.
Sebagai target untuk industri dan ramalan
Walaupun hukum Moore pada awalnya dibuat dalam bentuk sebuah pengamatan dan ramalan, yang lebih luas menjadi diterima, semakin ia menjabat sebagai suatu tujuan untuk seluruh industri. Hal ini mendorong kedua pemasaran dan departemen rekayasa produsen semikonduktor untuk memfokuskan energi besar yang ditetapkan bertujuan untuk peningkatan kemampuan pemrosesan itu dianggap satu atau lebih dari pesaing mereka akan segera benar-benar capai. Dalam hal ini, dapat dilihat sebagai ramalan. [11] [31]
Hubungan dengan biaya produksi
Sebagai komputer biaya listrik ke konsumen turun, biaya bagi para produsen untuk memenuhi hukum Moore mengikuti tren yang berlawanan: R & D, manufaktur, dan biaya tes telah meningkat dengan mantap dengan setiap generasi baru dari chip. Meningkatnya biaya produksi merupakan pertimbangan penting untuk mempertahankan dari hukum Moore. [32] Hal ini telah mengakibatkan rumusan “Moore hukum kedua,” yang adalah bahwa biaya modal suatu semikonduktor keren juga meningkat secara eksponensial dari waktu ke waktu. [33] [ 34]
Bahan yang diperlukan untuk kemajuan teknologi (misalnya, photoresists dan industri polimer dan bahan kimia) yang berasal dari sumber daya alam seperti minyak bumi dan sangat dipengaruhi oleh biaya dan pasokan sumber daya tersebut. Namun demikian, biaya photoresist turun melalui pengiriman lebih efisien, meskipun risiko kekurangan tetap. [35]
Biaya ke tape-out sebuah chip pada 90 nm setidaknya US $ 1.000.000 dan melebihi US $ 3.000.000 untuk 65 nm. [36]

Masa Depan tren
Teknologi industri komputer “peta jalan” memprediksi (seperti tahun 2001 [update]) bahwa hukum Moore akan berlanjut selama beberapa generasi chip. Tergantung pada dan setelah dua kali lipat waktu yang digunakan dalam perhitungan, ini bisa berarti hingga seratus kali lipat peningkatan jumlah transistor per chip dalam satu dekade. Teknologi industri semikonduktor peta jalan menggunakan dua kali lipat selama tiga tahun waktu untuk mikroprosesor, yang mengarah ke peningkatan sepuluh kali lipat dalam dekade berikutnya. [37] Intel dilaporkan pada tahun 2005 sebagai yang menyatakan bahwa chip silikon perampingan dengan ekonomi yang baik dapat terus selama dekade berikutnya [7] dan pada tahun 2008 sebagai meramalkan tren melalui 2029. [38]
Beberapa arah baru dalam penelitian yang memungkinkan hukum Moore untuk terus adalah:
* Para peneliti dari IBM dan Georgia Tech menciptakan rekor kecepatan baru ketika mereka mengelola sebuah silikon / helium superdingin germanium transistor di 500 gigahertz (GHz). [39] Transistor dioperasikan di atas 500 GHz di 4,5 K (-451 ° F/-268.65 ° C) [40] dan simulasi menunjukkan bahwa kemungkinan bisa berjalan pada 1 THz (1,000 GHz). Namun, sidang ini hanya diuji satu transistor.
* Pada awal tahun 2006, peneliti IBM mengumumkan bahwa mereka telah mengembangkan sebuah teknik untuk mencetak satu-satunya sirkuit yang menggunakan 29,9 nm luas dalam-ultraviolet (DUV, 193-nanometer) Litografi optik. IBM mengklaim bahwa teknik ini memungkinkan produsen chip menggunakan metode saat ini selama tujuh tahun sambil terus untuk mencapai hasil prakiraan oleh hukum Moore. Metode baru yang dapat mencapai sirkuit yang lebih kecil diharapkan secara substansial lebih mahal.
* Pada bulan April 2008, para peneliti di HP Labs mengumumkan pembentukan kerja “Memristor”: keempat elemen dasar rangkaian pasif yang keberadaannya sebelumnya hanya berteori. Memristor yang unik yang memungkinkan sifat-sifat penciptaan yang lebih kecil dan berperforma lebih baik perangkat elektronik. [41] Memristor ini memiliki beberapa kemiripan dengan memori resistif (CBRAM atau RRAM) dikembangkan secara mandiri dan baru-baru ini oleh kelompok lain non-volatile memory aplikasi.
Ultimate batas-batas hukum
Pada 13 April 2005, Gordon Moore menyatakan dalam sebuah wawancara bahwa hukum tidak dapat dipertahankan selamanya: “Ini tidak dapat melanjutkan untuk selamanya. Sifat eksponensial adalah bahwa Anda mendorong mereka keluar dan akhirnya bencana yang terjadi.” Dia juga mencatat bahwa transistor pada akhirnya akan mencapai batas miniaturisasi pada tingkat atom:
Dalam hal ukuran [transistor] Anda dapat melihat bahwa kita sedang mendekati ukuran atom yang merupakan hambatan mendasar, tapi itu akan menjadi dua atau tiga generasi sebelum kita mendapatkan yang jauh-tapi hanya itu yang jauh seperti yang telah kita pernah bisa melihat. Kita punya 10 hingga 20 tahun sebelum kita mencapai batas yang mendasar. Pada saat itu mereka akan mampu membuat chip yang lebih besar dan memiliki anggaran transistor dalam miliaran. [42]

Pada bulan Januari 1995, Digital Alpha 21.164 mikroprosesor telah 9,3 juta transistor. Ini 64-bit processor adalah ujung tombak teknologi pada waktu itu, bahkan jika rangkaian tetap pangsa pasar rata-rata. Enam tahun kemudian, keadaan mikroprosesor seni yang terdapat lebih dari 40 juta transistor. Hal ini berteori bahwa dengan miniaturisation lebih lanjut, pada tahun 2015 prosesor ini harus berisi lebih dari 15 miliar transistor, dan pada tahun 2020 akan berada dalam skala molekuler produksi, di mana setiap molekul dapat diposisikan secara individual. [43]
Pada tahun 2003 Intel meramalkan akhir dunia itu antara 2013 dan 2018 dengan proses manufaktur 16 nanometer dan 5 nanometer gerbang, karena terowongan kuantum, meskipun orang lain menyarankan chip bisa mendapatkan lebih besar, atau menjadi berlapis-lapis. [44] Pada tahun 2008 itu telah dicatat bahwa untuk 30 tahun terakhir telah meramalkan bahwa hukum Moore akan berlangsung setidaknya satu dasawarsa. [38]
Beberapa melihat batas-batas hukum sebagai jauh jauh di masa depan. Lawrence Krauss dan Glenn D. Starkman mengumumkan batas akhir sekitar 600 tahun di kertas mereka, [45] didasarkan pada perkiraan yang ketat dari total kapasitas pengolahan informasi sistem apapun di alam semesta.
Kemudian lagi, hukum telah sering bertemu kendala yang muncul dapat diatasi dan, tak lama, diatasi mereka. Dalam pengertian itu, Moore mengatakan dia kini melihat hukum-Nya lebih indah daripada ia menyadari: “hukum Moore adalah pelanggaran hukum Murphy. Semuanya akan lebih baik dan lebih baik.” [46]
futuris dan hukum Moore
Kurzweil adalah ekstensi dari hukum Moore dari sirkuit terpadu sebelumnya transistor, tabung vakum, relay dan komputer elektromekanis.
Futuris seperti Vernor Vinge, Bruce Sterling, dan Ray Kurzweil percaya bahwa peningkatan eksponensial digambarkan oleh hukum Moore pada akhirnya akan mengarah pada teknologi singularitas: suatu periode dimana kemajuan dalam teknologi terjadi hampir seketika. [47]
Meskipun Kurzweil 2019 setuju bahwa dengan strategi saat ini pernah lebih halus Fotolitografi akan menjalankan tugasnya, ia berspekulasi bahwa hal ini tidak berarti akhir dari hukum Moore:
Hukum Moore Sirkuit Terpadu bukan yang pertama, tetapi paradigma kelima untuk meramalkan mempercepat rasio harga-performa. Perangkat komputer telah secara konsisten mengalikan berkuasa (per unit waktu) dari perangkat penghitung mekanis yang digunakan dalam Sensus Amerika Serikat tahun 1890, untuk [Newman's] relay-based “[Heath] Robinson” mesin yang retak Nazi [Lorenz sandi], untuk tabung hampa CBS komputer yang diperkirakan pemilihan Eisenhower, untuk transistor berbasis mesin yang digunakan dalam ruang pertama peluncuran, ke sirkuit terpadu berbasis komputer pribadi. [48]

Kurzweil berspekulasi bahwa ada kemungkinan bahwa beberapa jenis teknologi baru (mungkin optik atau komputer kuantum) akan menggantikan teknologi sirkuit terpadu, dan Hukum Moore akan berlaku lama setelah 2020.
Lloyd menunjukkan bagaimana potensi kapasitas komputasi satu kilogram materi sama dengan pi kali energi dibagi dengan konstanta Planck. Karena energi dalam jumlah yang besar dan terus-menerus Planks sangat kecil, persamaan ini menghasilkan jumlah yang sangat besar: sekitar 5,0 * 1050 operasi per detik.
Ia percaya bahwa pertumbuhan eksponensial hukum Moore akan terus melampaui penggunaan sirkuit terintegrasi ke dalam teknologi yang akan mengarah pada teknologi singularitas. Hukum Mempercepat Pengembalian digambarkan oleh Ray Kurzweil dalam banyak cara mengubah persepsi publik Hukum Moore. Ini adalah umum (tetapi salah) keyakinan bahwa Hukum Moore membuat prediksi tentang semua bentuk teknologi, padahal sebenarnya hanya berkaitan dengan sirkuit semikonduktor. Banyak futuris masih menggunakan istilah “hukum Moore” dalam arti luas ini untuk menjelaskan ide-ide seperti yang diajukan oleh Kurzweil.
Moore sendiri, yang tidak pernah dimaksudkan-Nya hukum eponymous harus ditafsirkan begitu luas, telah menyindir:
Hukum Moore telah menjadi nama yang diberikan untuk segala sesuatu yang berubah secara eksponensial. Aku berkata, jika Gore menemukan Internet, [49] saya menemukan eksponensial. [50]
Pertimbangan lain
Tidak semua aspek teknologi komputasi berkembang dalam kapasitas dan kecepatan sesuai dengan hukum Moore. Random Access Memory (RAM) dan hard drive kecepatan mencari kali meningkatkan paling beberapa poin persentase setiap tahun. Karena kapasitas RAM dan hard drive meningkat jauh lebih cepat daripada kecepatan akses mereka, cerdas menggunakan kemampuan mereka menjadi lebih dan lebih penting. Sekarang masuk akal dalam banyak kasus perdagangan ruang untuk waktu, seperti oleh precomputing indeks dan menyimpannya dalam cara-cara yang memfasilitasi akses cepat, pada biaya menggunakan lebih banyak ruang disk dan memori: ruang semakin murah relatif terhadap waktu.
Selain itu, ada kesalahpahaman yang populer bahwa kecepatan clock prosesor menentukan kecepatan, [rujukan?] Juga dikenal sebagai Megahertz Myth. Hal ini sebenarnya juga tergantung pada jumlah instruksi per kutu yang dapat dieksekusi (seperti halnya kompleksitas setiap instruksi (lihat MIPS, RISC dan CISC), sehingga kecepatan jam hanya dapat digunakan untuk perbandingan antara dua rangkaian identik. Tentu Tentu saja, faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan seperti lebar dan kecepatan bus dari peripheral. Oleh karena itu, evaluasi yang paling populer dari “kecepatan komputer” secara inheren bias, tanpa pemahaman tentang teknologi yang mendasarinya. Hal ini terutama berlaku selama era Pentium ketika Intel, AMD, dan produsen populer lainnya bermain dengan kecepatan persepsi publik, dengan fokus pada clock rate yang mengiklankan produk baru. [51]

Kesalahpahaman populer lainnya adalah asumsi yang salah bahwa transistor prosesor pertumbuhan eksponensial, seperti yang diperkirakan oleh Moore, diterjemahkan langsung ke eksponensial proporsional meningkatkan kekuatan pemrosesan atau kecepatan pemrosesan. [Rujukan?] Sementara peningkatan transistor dalam prosesor biasanya memiliki efek pada peningkatan kekuatan pemrosesan atau kecepatan, hubungan antara kedua faktor tidak proporsional. Ada kasus-kasus di mana sekitar 45% peningkatan transistor prosesor telah diterjemahkan kira-kira 10-20% peningkatan kekuasaan atau kecepatan pemrosesan. [52] Berbeda dengan prosesor keluarga memiliki kinerja yang berbeda akan meningkat jika jumlah transistor meningkat. Lebih tepatnya, kinerja prosesor atau kekuasaan yang lebih terkait dengan faktor-faktor lain seperti microarchitecture, dan clock speed dalam keluarga prosesor yang sama. Artinya, kinerja prosesor dapat meningkat tanpa meningkatkan jumlah transistor dalam sebuah prosesor. (AMD64 prosesor memiliki performa keseluruhan yang lebih baik dibandingkan dengan Pentium 4 akhir seri, yang memiliki lebih banyak transistor). [53]
Juga penting untuk dicatat bahwa kepadatan transistor di CPU multi-core tidak selalu mencerminkan peningkatan serupa praktis daya komputasi, karena sifat unparallelised kebanyakan aplikasi.

Sumber : candragm.wordpress.com/2009/10/22/moore's law

hukum moore

Sejarah
Prediksi kenaikan serupa daya komputer telah ada bertahun-tahun sebelum Moore menerbitkan pengamatan. Alan Turing dalam kertas tahun 1950 telah meramalkan bahwa dengan pergantian milenium, komputer akan memiliki kata-kata dari memori miliar. [12] Moore mungkin sudah pernah mendengar Douglas Engelbart, rekan-penemu mekanis hari ini mouse komputer, membahas tentang downscaling diproyeksikan ukuran sirkuit terintegrasi dalam kuliah 1960. [13] Sebuah artikel New York Times yang diterbitkan 31 Agustus 2009, kredit Engelbart sebagai telah membuat prediksi pada tahun 1959. [14]
Moore pernyataan asli yang penting transistor meningkat dua kali lipat setiap tahun dapat ditemukan dalam publikasi “menjejalkan lebih komponen ke sirkuit terpadu”, Elektronika Magazine 19 April 1965:
Kompleksitas minimum biaya komponen telah meningkat dengan laju sekitar satu faktor dua per tahun … Tentu selama jangka pendek tingkat ini dapat diharapkan untuk melanjutkan, jika tidak meningkat. Selama jangka panjang, laju peningkatan ini sedikit lebih pasti, meskipun tidak ada alasan untuk percaya tidak akan tetap hampir konstan selama paling sedikit 10 tahun. Itu berarti dengan 1975, jumlah komponen per sirkuit terpadu untuk biaya minimum akan 65.000. Saya percaya bahwa rangkaian besar dapat dibangun di satu wafer. [8]
Istilah “hukum Moore” diciptakan sekitar 1970 oleh para profesor Caltech, VLSI perintis, dan pengusaha Carver Mead. [9] [15]
Moore sedikit mengubah perumusan hukum dari waktu ke waktu, menyarungkan keakuratan yang dirasakan Hukum Moore direnungkan. [16] Yang paling menonjol, pada tahun 1975, Moore diubah dengan proyeksi untuk dua kali lipat setiap dua tahun [17]. Meskipun kesalahpahaman populer, dia bersikeras bahwa dia tidak memperkirakan penggandaan “setiap 18 bulan”. Namun, Intel kolega telah diperhitungkan dalam meningkatkan kinerja transistor untuk menyimpulkan bahwa sirkuit terpadu akan kinerja dua kali lipat dalam setiap 18 bulan. [18]
Pada April 2005, Intel menawarkan $ 10.000 untuk membeli salinan asli Electronics Magazine. [19] David Clark, seorang insinyur yang tinggal di Inggris, adalah orang pertama yang menemukan buku dan menawarkan kepada Intel. [20]
Lain formulasi dan hukum yang serupa
PC kapasitas harddisk (dalam GB). Plot adalah logaritmik, sehingga garis dipasang sesuai dengan pertumbuhan eksponensial.
Beberapa ukuran teknologi digital di eksponensial memperbaiki tingkat yang berkaitan dengan hukum Moore, termasuk ukuran, biaya, kepadatan dan kecepatan komponen. Moore sendiri menulis hanya tentang kepadatan komponen (atau transistor) dengan biaya minimum.

Transistor per sirkuit terpadu. Perumusan yang paling populer adalah penggandaan jumlah transistor pada rangkaian terpadu setiap dua tahun. Pada akhir 1970-an, Hukum Moore dikenal sebagai batas untuk jumlah transistor pada chip yang paling rumit. Trend terakhir menunjukkan bahwa tingkat ini telah dipertahankan ke 2007. [21]
Kepadatan minimal biaya per transistor. Ini adalah rumusan Moore diberikan dalam kertas 1965. [8] Hal ini bukan hanya tentang kepadatan transistor yang dapat dicapai, tetapi tentang kepadatan transistor di mana biaya per transistor adalah yang terendah. [22] Karena semakin banyak transistor memakai sebuah chip, biaya untuk membuat setiap transistor berkurang, tetapi kesempatan bahwa chip tidak akan bekerja karena cacat meningkat. Pada tahun 1965, Moore memeriksa kepadatan transistor pada biaya yang dikurangi, dan mengamati bahwa, sebagai transistor dibuat lebih kecil melalui kemajuan dalam Fotolitografi, jumlah ini akan meningkat pada “tingkat faktor kira-kira dua per tahun”. [8]
Biaya per transistor. Sebagai ukuran transistor telah berkurang, biaya per transistor telah menurun juga. Namun, biaya produksi per satuan luas hanya meningkat dari waktu ke waktu, karena bahan dan pengeluaran energi per satuan luas hanya meningkat dengan masing-masing node teknologi berturut-turut.
Kinerja komputasi per unit biaya. Juga, sebagai ukuran transistor menyusut, kecepatan di mana mereka beroperasi meningkat. Hal serupa juga terjadi untuk mengutip hukum Moore untuk merujuk pada cepat terus maju dalam kinerja komputasi per satuan biaya, karena peningkatan jumlah transistor juga merupakan ukuran kasar performa pemrosesan komputer. Atas dasar ini, kinerja komputer biaya per unit atau lebih bahasa sehari-hari, “bang per buck”-dua kali lipat setiap 24 bulan.
Power konsumsi. konsumsi daya node komputer lipat setiap 18 bulan. [23]
Hard disk biaya penyimpanan per unit informasi. Hukum serupa (kadang-kadang disebut Hukum Kryder) telah dilaksanakan selama penyimpanan harddisk biaya per unit informasi. [24] Tingkat kemajuan dalam penyimpanan disk selama dekade telah benar-benar melaju lebih dari sekali, sesuai dengan pemanfaatan mengoreksi kesalahan kode, yang magnetoresistive efek dan efek magnetoresistive raksasa. Saat ini tingkat kenaikan dalam kapasitas harddisk kira-kira sama dengan laju peningkatan jumlah transistor. Trend terakhir menunjukkan bahwa tingkat ini telah dipertahankan ke 2007. [21]
RAM kapasitas penyimpanan. Versi lain menyatakan bahwa kapasitas penyimpanan RAM meningkat pada kecepatan yang sama seperti kekuatan pemrosesan.
Pixels per dolar Australia didasarkan pada harga eceran yang disarankan Kodak kamera digital
Kapasitas jaringan Menurut Gerry / Gerald Butter, [25] [26] mantan kepala Lucent’s Optical Networking Group di Bell Labs, ada versi lain, yang disebut Hukum Butter Photonics, [27] suatu formulasi yang sejajar dengan sengaja hukum Moore. Mentega Hukum [28] mengatakan bahwa jumlah data yang keluar dari serat optik dua kali lipat setiap sembilan bulan. Dengan demikian, biaya transmisi sedikit melalui jaringan optik berkurang setengah setiap sembilan bulan. Ketersediaan panjang gelombang-division multiplexing (kadang-kadang disebut “WDM”) meningkatkan kapasitas yang dapat ditempatkan pada satu serat sebanyak faktor 100. Optical networking dan DWDM cepat menurunkan biaya jaringan, dan kemajuan tampaknya terjamin. Akibatnya, harga grosir runtuh lalu lintas data dalam dot-com bubble. Hukum Nielsen mengatakan bahwa bandwidth yang tersedia bagi pengguna meningkat 50% per tahun. [29]
Pixels per dolar. Demikian pula, Barry Hendy dari Kodak Australia telah merencanakan “piksel per dolar” sebagai ukuran dasar nilai untuk kamera digital, menunjukkan linearitas sejarah (pada skala log) dari pasar ini dan kesempatan untuk memprediksi trend masa depan kamera digital harga dan resolusi.
Besar Hukum Moore Compensator (TGMLC) umumnya disebut sebagai gembung, adalah prinsip bahwa generasi-generasi dari perangkat lunak komputer cukup mendapatkan mengasapi untuk mengimbangi peningkatan kinerja yang diprediksi oleh Hukum Moore. Dalam sebuah artikel di 2008 InfoWorld, Randall C. Kennedy, [30] sebelumnya dari Intel, memperkenalkan istilah ini menggunakan versi-versi dari Microsoft Office antara tahun 2000 dan 2007 sebagai premis. Meskipun keuntungan dalam komputasi kinerja selama periode waktu ini sesuai dengan hukum Moore, Office 2007 melakukan tugas yang sama pada setengah kecepatan pada tahun 2007 prototipe komputer dibandingkan dengan Office 2000 pada tahun 2000 komputer.
Sebagai target untuk industri dan ramalan
Walaupun hukum Moore pada awalnya dibuat dalam bentuk sebuah pengamatan dan ramalan, yang lebih luas menjadi diterima, semakin ia menjabat sebagai suatu tujuan untuk seluruh industri. Hal ini mendorong kedua pemasaran dan departemen rekayasa produsen semikonduktor untuk memfokuskan energi besar yang ditetapkan bertujuan untuk peningkatan kemampuan pemrosesan itu dianggap satu atau lebih dari pesaing mereka akan segera benar-benar capai. Dalam hal ini, dapat dilihat sebagai ramalan. [11] [31]
Hubungan dengan biaya produksi
Sebagai komputer biaya listrik ke konsumen turun, biaya bagi para produsen untuk memenuhi hukum Moore mengikuti tren yang berlawanan: R & D, manufaktur, dan biaya tes telah meningkat dengan mantap dengan setiap generasi baru dari chip. Meningkatnya biaya produksi merupakan pertimbangan penting untuk mempertahankan dari hukum Moore. [32] Hal ini telah mengakibatkan rumusan “Moore hukum kedua,” yang adalah bahwa biaya modal suatu semikonduktor keren juga meningkat secara eksponensial dari waktu ke waktu. [33] [ 34]
Bahan yang diperlukan untuk kemajuan teknologi (misalnya, photoresists dan industri polimer dan bahan kimia) yang berasal dari sumber daya alam seperti minyak bumi dan sangat dipengaruhi oleh biaya dan pasokan sumber daya tersebut. Namun demikian, biaya photoresist turun melalui pengiriman lebih efisien, meskipun risiko kekurangan tetap. [35]
Biaya ke tape-out sebuah chip pada 90 nm setidaknya US $ 1.000.000 dan melebihi US $ 3.000.000 untuk 65 nm. [36]

Masa Depan tren
Teknologi industri komputer “peta jalan” memprediksi (seperti tahun 2001 [update]) bahwa hukum Moore akan berlanjut selama beberapa generasi chip. Tergantung pada dan setelah dua kali lipat waktu yang digunakan dalam perhitungan, ini bisa berarti hingga seratus kali lipat peningkatan jumlah transistor per chip dalam satu dekade. Teknologi industri semikonduktor peta jalan menggunakan dua kali lipat selama tiga tahun waktu untuk mikroprosesor, yang mengarah ke peningkatan sepuluh kali lipat dalam dekade berikutnya. [37] Intel dilaporkan pada tahun 2005 sebagai yang menyatakan bahwa chip silikon perampingan dengan ekonomi yang baik dapat terus selama dekade berikutnya [7] dan pada tahun 2008 sebagai meramalkan tren melalui 2029. [38]
Beberapa arah baru dalam penelitian yang memungkinkan hukum Moore untuk terus adalah:
* Para peneliti dari IBM dan Georgia Tech menciptakan rekor kecepatan baru ketika mereka mengelola sebuah silikon / helium superdingin germanium transistor di 500 gigahertz (GHz). [39] Transistor dioperasikan di atas 500 GHz di 4,5 K (-451 ° F/-268.65 ° C) [40] dan simulasi menunjukkan bahwa kemungkinan bisa berjalan pada 1 THz (1,000 GHz). Namun, sidang ini hanya diuji satu transistor.
* Pada awal tahun 2006, peneliti IBM mengumumkan bahwa mereka telah mengembangkan sebuah teknik untuk mencetak satu-satunya sirkuit yang menggunakan 29,9 nm luas dalam-ultraviolet (DUV, 193-nanometer) Litografi optik. IBM mengklaim bahwa teknik ini memungkinkan produsen chip menggunakan metode saat ini selama tujuh tahun sambil terus untuk mencapai hasil prakiraan oleh hukum Moore. Metode baru yang dapat mencapai sirkuit yang lebih kecil diharapkan secara substansial lebih mahal.
* Pada bulan April 2008, para peneliti di HP Labs mengumumkan pembentukan kerja “Memristor”: keempat elemen dasar rangkaian pasif yang keberadaannya sebelumnya hanya berteori. Memristor yang unik yang memungkinkan sifat-sifat penciptaan yang lebih kecil dan berperforma lebih baik perangkat elektronik. [41] Memristor ini memiliki beberapa kemiripan dengan memori resistif (CBRAM atau RRAM) dikembangkan secara mandiri dan baru-baru ini oleh kelompok lain non-volatile memory aplikasi.
Ultimate batas-batas hukum
Pada 13 April 2005, Gordon Moore menyatakan dalam sebuah wawancara bahwa hukum tidak dapat dipertahankan selamanya: “Ini tidak dapat melanjutkan untuk selamanya. Sifat eksponensial adalah bahwa Anda mendorong mereka keluar dan akhirnya bencana yang terjadi.” Dia juga mencatat bahwa transistor pada akhirnya akan mencapai batas miniaturisasi pada tingkat atom:
Dalam hal ukuran [transistor] Anda dapat melihat bahwa kita sedang mendekati ukuran atom yang merupakan hambatan mendasar, tapi itu akan menjadi dua atau tiga generasi sebelum kita mendapatkan yang jauh-tapi hanya itu yang jauh seperti yang telah kita pernah bisa melihat. Kita punya 10 hingga 20 tahun sebelum kita mencapai batas yang mendasar. Pada saat itu mereka akan mampu membuat chip yang lebih besar dan memiliki anggaran transistor dalam miliaran. [42]

Pada bulan Januari 1995, Digital Alpha 21.164 mikroprosesor telah 9,3 juta transistor. Ini 64-bit processor adalah ujung tombak teknologi pada waktu itu, bahkan jika rangkaian tetap pangsa pasar rata-rata. Enam tahun kemudian, keadaan mikroprosesor seni yang terdapat lebih dari 40 juta transistor. Hal ini berteori bahwa dengan miniaturisation lebih lanjut, pada tahun 2015 prosesor ini harus berisi lebih dari 15 miliar transistor, dan pada tahun 2020 akan berada dalam skala molekuler produksi, di mana setiap molekul dapat diposisikan secara individual. [43]
Pada tahun 2003 Intel meramalkan akhir dunia itu antara 2013 dan 2018 dengan proses manufaktur 16 nanometer dan 5 nanometer gerbang, karena terowongan kuantum, meskipun orang lain menyarankan chip bisa mendapatkan lebih besar, atau menjadi berlapis-lapis. [44] Pada tahun 2008 itu telah dicatat bahwa untuk 30 tahun terakhir telah meramalkan bahwa hukum Moore akan berlangsung setidaknya satu dasawarsa. [38]
Beberapa melihat batas-batas hukum sebagai jauh jauh di masa depan. Lawrence Krauss dan Glenn D. Starkman mengumumkan batas akhir sekitar 600 tahun di kertas mereka, [45] didasarkan pada perkiraan yang ketat dari total kapasitas pengolahan informasi sistem apapun di alam semesta.
Kemudian lagi, hukum telah sering bertemu kendala yang muncul dapat diatasi dan, tak lama, diatasi mereka. Dalam pengertian itu, Moore mengatakan dia kini melihat hukum-Nya lebih indah daripada ia menyadari: “hukum Moore adalah pelanggaran hukum Murphy. Semuanya akan lebih baik dan lebih baik.” [46]
futuris dan hukum Moore
Kurzweil adalah ekstensi dari hukum Moore dari sirkuit terpadu sebelumnya transistor, tabung vakum, relay dan komputer elektromekanis.
Futuris seperti Vernor Vinge, Bruce Sterling, dan Ray Kurzweil percaya bahwa peningkatan eksponensial digambarkan oleh hukum Moore pada akhirnya akan mengarah pada teknologi singularitas: suatu periode dimana kemajuan dalam teknologi terjadi hampir seketika. [47]
Meskipun Kurzweil 2019 setuju bahwa dengan strategi saat ini pernah lebih halus Fotolitografi akan menjalankan tugasnya, ia berspekulasi bahwa hal ini tidak berarti akhir dari hukum Moore:
Hukum Moore Sirkuit Terpadu bukan yang pertama, tetapi paradigma kelima untuk meramalkan mempercepat rasio harga-performa. Perangkat komputer telah secara konsisten mengalikan berkuasa (per unit waktu) dari perangkat penghitung mekanis yang digunakan dalam Sensus Amerika Serikat tahun 1890, untuk [Newman's] relay-based “[Heath] Robinson” mesin yang retak Nazi [Lorenz sandi], untuk tabung hampa CBS komputer yang diperkirakan pemilihan Eisenhower, untuk transistor berbasis mesin yang digunakan dalam ruang pertama peluncuran, ke sirkuit terpadu berbasis komputer pribadi. [48]

Kurzweil berspekulasi bahwa ada kemungkinan bahwa beberapa jenis teknologi baru (mungkin optik atau komputer kuantum) akan menggantikan teknologi sirkuit terpadu, dan Hukum Moore akan berlaku lama setelah 2020.
Lloyd menunjukkan bagaimana potensi kapasitas komputasi satu kilogram materi sama dengan pi kali energi dibagi dengan konstanta Planck. Karena energi dalam jumlah yang besar dan terus-menerus Planks sangat kecil, persamaan ini menghasilkan jumlah yang sangat besar: sekitar 5,0 * 1050 operasi per detik.
Ia percaya bahwa pertumbuhan eksponensial hukum Moore akan terus melampaui penggunaan sirkuit terintegrasi ke dalam teknologi yang akan mengarah pada teknologi singularitas. Hukum Mempercepat Pengembalian digambarkan oleh Ray Kurzweil dalam banyak cara mengubah persepsi publik Hukum Moore. Ini adalah umum (tetapi salah) keyakinan bahwa Hukum Moore membuat prediksi tentang semua bentuk teknologi, padahal sebenarnya hanya berkaitan dengan sirkuit semikonduktor. Banyak futuris masih menggunakan istilah “hukum Moore” dalam arti luas ini untuk menjelaskan ide-ide seperti yang diajukan oleh Kurzweil.
Moore sendiri, yang tidak pernah dimaksudkan-Nya hukum eponymous harus ditafsirkan begitu luas, telah menyindir:
Hukum Moore telah menjadi nama yang diberikan untuk segala sesuatu yang berubah secara eksponensial. Aku berkata, jika Gore menemukan Internet, [49] saya menemukan eksponensial. [50]
Pertimbangan lain
Tidak semua aspek teknologi komputasi berkembang dalam kapasitas dan kecepatan sesuai dengan hukum Moore. Random Access Memory (RAM) dan hard drive kecepatan mencari kali meningkatkan paling beberapa poin persentase setiap tahun. Karena kapasitas RAM dan hard drive meningkat jauh lebih cepat daripada kecepatan akses mereka, cerdas menggunakan kemampuan mereka menjadi lebih dan lebih penting. Sekarang masuk akal dalam banyak kasus perdagangan ruang untuk waktu, seperti oleh precomputing indeks dan menyimpannya dalam cara-cara yang memfasilitasi akses cepat, pada biaya menggunakan lebih banyak ruang disk dan memori: ruang semakin murah relatif terhadap waktu.
Selain itu, ada kesalahpahaman yang populer bahwa kecepatan clock prosesor menentukan kecepatan, [rujukan?] Juga dikenal sebagai Megahertz Myth. Hal ini sebenarnya juga tergantung pada jumlah instruksi per kutu yang dapat dieksekusi (seperti halnya kompleksitas setiap instruksi (lihat MIPS, RISC dan CISC), sehingga kecepatan jam hanya dapat digunakan untuk perbandingan antara dua rangkaian identik. Tentu Tentu saja, faktor-faktor lain yang harus dipertimbangkan seperti lebar dan kecepatan bus dari peripheral. Oleh karena itu, evaluasi yang paling populer dari “kecepatan komputer” secara inheren bias, tanpa pemahaman tentang teknologi yang mendasarinya. Hal ini terutama berlaku selama era Pentium ketika Intel, AMD, dan produsen populer lainnya bermain dengan kecepatan persepsi publik, dengan fokus pada clock rate yang mengiklankan produk baru. [51]

Kesalahpahaman populer lainnya adalah asumsi yang salah bahwa transistor prosesor pertumbuhan eksponensial, seperti yang diperkirakan oleh Moore, diterjemahkan langsung ke eksponensial proporsional meningkatkan kekuatan pemrosesan atau kecepatan pemrosesan. [Rujukan?] Sementara peningkatan transistor dalam prosesor biasanya memiliki efek pada peningkatan kekuatan pemrosesan atau kecepatan, hubungan antara kedua faktor tidak proporsional. Ada kasus-kasus di mana sekitar 45% peningkatan transistor prosesor telah diterjemahkan kira-kira 10-20% peningkatan kekuasaan atau kecepatan pemrosesan. [52] Berbeda dengan prosesor keluarga memiliki kinerja yang berbeda akan meningkat jika jumlah transistor meningkat. Lebih tepatnya, kinerja prosesor atau kekuasaan yang lebih terkait dengan faktor-faktor lain seperti microarchitecture, dan clock speed dalam keluarga prosesor yang sama. Artinya, kinerja prosesor dapat meningkat tanpa meningkatkan jumlah transistor dalam sebuah prosesor. (AMD64 prosesor memiliki performa keseluruhan yang lebih baik dibandingkan dengan Pentium 4 akhir seri, yang memiliki lebih banyak transistor). [53]
Juga penting untuk dicatat bahwa kepadatan transistor di CPU multi-core tidak selalu mencerminkan peningkatan serupa praktis daya komputasi, karena sifat unparallelised kebanyakan aplikasi.

Sumber : candragm.wordpress.com/2009/10/22/moore's law

Rabu, 07 Desember 2011

Blok Diagram Piranti I/O dan Penjelasan

1. Sistem Masukan & Keluaran Komputer
Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Perhatikan gambar dibawah ini yang menyajikan model generik modul I/O.






Model Generik dari suatu modul I/O

1.1. Fungsi Modul I/O
Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU.
Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer (CPU dan memori utama) dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi – fungsi pengontrolan.
Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu:
• Kontrol dan pewaktuan.
• Komunikasi CPU.
• Komunikasi perangkat eksternal.
• Pem-buffer-an data.
• Deteksi kesalahan.
Fungsi kontrol dan pewaktuan (control & timing) merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh kontrol pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah – langkah berikut ini :
1. Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O.
2. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU.
3. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O.
4. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral.
5. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik.
Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih.
Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut :
• Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah: Read sector, Scan record ID, Format disk.
• Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data.
• Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan (error).
• Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya.
Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status. Perhatikan gambar berikut.





Skema perangkat peripheral

Fungsi selanjutnya adalah buffering. Tujuan utama buffering adalah mendapatkan penyesuaian data sehubungan perbedaan laju transfer data dari perangkat peripheral dengan kecepatan pengolahan pada CPU. Umumnya laju transfer data dari perangkat peripheral lebih lambat dari kecepatan CPU maupun media penyimpan.
Fungsi terakhir adalah deteksi kesalahan. Apabila pada perangkat peripheral terdapat masalah sehingga proses tidak dapat dijalankan, maka modul I/O akan melaporkan kesalahan tersebut. Misal informasi kesalahan pada peripheral printer seperti: kertas tergulung, pinta habis, kertas habis, dan lain – lain. Teknik yang umum untuk deteksi kesalahan adalah penggunaan bit paritas.

1.2.Struktur Modul I/O
Terdapat berbagai macam modul I/O seiring perkembangan komputer itu sendiri, contoh yang sederhana dan fleksibel adalah Intel 8255A yang sering disebut PPI (Programmable Peripheral Interface). Bagaimanapun kompleksitas suatu modul I/O, terdapat kemiripan struktur, seperti terlihat pada gambar dibawah ini






.
Blok diagram struktur I/O

Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol. Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini.