ما هو قانون مور (Moore’s Law)؟
يشير قانون مور إلى تصور مور بأن عدد الترانزستورات الموجودة على الرقاقة الدقيقة يتضاعف كل عامين، على الرغم من انخفاض تكلفة أجهزة الكمبيوتر إلى النصف. ينص قانون مور على أنه يمكننا توقع زيادة سرعة وقدرة أجهزة الكمبيوتر لدينا كل عامين، وسندفع أقل مقابل هذه الأجهزة. يؤكد مبدأ آخر من قانون مور أن هذا النمو أسي. يُنسب القانون إلى غوردون مور، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي السابق لشركة إنتل (Intel). ورغم أن القانون ليست علميًا، إلا أنها كانت مجرد ملاحظة واستقراء ظل ثابتًا منذ عام 1965.
ملخص لأهم النقاط
- ينص قانون مور على أن عدد الترانزستورات الموجودة على الرقاقة الدقيقة يتضاعف كل عامين تقريبًا، على الرغم من انخفاض تكلفة أجهزة الكمبيوتر إلى النصف.
- في عام 1965، أدلى غوردون إي مور – الشريك المؤسس لشركة إنتل (Intel) – بهذه الملاحظة التي أصبحت قانون مور.
- هناك عقيدة أخرى من قانون مور تقول أن نمو المعالجات الدقيقة أُسي.
مفهوم قانون مور
في عام 1965، افترض غوردون إي مور – المؤسس المشارك لشركة إنتل (Intel) – أن عدد الترانزستورات التي يمكن تعبئتها في وحدة معينة من الفضاء سوف يتضاعف كل عامين تقريبًا. اليوم، ومع ذلك، فإن مضاعفة الترانزستورات المثبتة على رقائق السيليكون تحدث بوتيرة أسرع من كل عامين.
لم يسمي غوردون مور ملاحظته “قانون مور”، ولم يشرع في إنشاء “قانون”. أدلى مور بهذا البيان بناءً على ملاحظة الاتجاهات الناشئة في تصنيع الرقائق في إنتل (Intel). في النهاية، أصبحت رؤية مور بمثابة تنبؤ، والذي أصبح بدوره القاعدة الذهبية المعروفة باسم قانون مور. في مقابلة في عام 1975، ادعى أن صديقه الدكتور كارفر ميد من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا كان صاحب التسمية.
في العقود التي أعقبت ملاحظة غوردون مور الأصلية، وجه قانون مور صناعة أشباه الموصلات في التخطيط طويل الأجل وتحديد أهداف البحث والتطوير. كان قانون مور قوة دافعة للتغيير التكنولوجي والاجتماعي والإنتاجية والنمو الاقتصادي، وهي السمات المميزة لأواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين.
معلومة هامة: يشير قانون مور إلى أن أجهزة الكمبيوتر والآلات التي تعمل على أجهزة الكمبيوتر وقوة الحوسبة كلها تصبح أصغر وأسرع وأرخص بمرور الوقت، حيث تصبح الترانزستورات في الدوائر المتكاملة أكثر كفاءة.
قانون مور مازال ساريًا
بعد أكثر من 60 عامًا، نشعر بالتأثير الدائم والفوائد لقانون مور من نواح كثيرة.
- الحوسبة
عندما تصبح الترانزستورات في الدوائر المتكاملة أكثر كفاءة، تصبح أجهزة الكمبيوتر أصغر وأسرع. الرقائق والترانزستورات هي هياكل مجهرية تحتوي على جزيئات الكربون والسيليكون، والتي يتم محاذاة بشكل مثالي لتحريك الكهرباء على طول الدائرة بشكل أسرع. كلما زادت سرعة معالجة الرقاقة الإلكترونية للإشارات الكهربائية، زادت كفاءة الكمبيوتر. تنخفض تكلفة أجهزة الكمبيوتر عالية الطاقة سنويًا، ويرجع ذلك جزئيًا إلى انخفاض تكاليف العمالة وانخفاض أسعار أشباه الموصلات.
- الإلكترونيات
عمليًا، يستفيد كل جانب من جوانب مجتمع عالي التقنية من تطبيق قانون مور. لن تعمل الأجهزة المحمولة، مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر اللوحية بدون معالجات صغيرة؛ ولا ألعاب الفيديو وجداول البيانات والتنبؤات الجوية الدقيقة وأنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS).
- جميع القطاعات
علاوة على ذلك، تعمل أجهزة الكمبيوتر الأصغر والأسرع على تحسين النقل والرعاية الصحية والتعليم وإنتاج الطاقة – على سبيل المثال لا الحصر عدد قليل من الصناعات التي تقدمت بسبب زيادة قوة رقائق الكمبيوتر.
نهاية وشيكة لقانون مور
يتفق الخبراء على أن أجهزة الكمبيوتر يجب أن تصل إلى الحدود المادية لقانون مور في وقت ما في عشرينيات القرن الحادي والعشرين. تتمثل المشكلات التي يواجهها صانعو الرقائق في زيادة التكاليف لمواصلة محاولة تلبية معايير الصناعة التي أنشأها قانون مور، وصعوبة تبريد عدد متزايد من المكونات في مساحة صغيرة. على سبيل المثال، إذا واصلت تقليص المكونات، فيمكنك وضع المزيد في شريحة مربعة بحجم بوصة واحدة. كلما وضعت في تلك البوصة المربعة، زادت سخونتها وصعوبة تبريدها. في مقابلة عام 2005، اعترف مور بنفسه أن “حقيقة أن المواد مصنوعة من الذرات هي القيد الأساسي وهي ليست بعيدة جدًا … نحن ندفع ضد بعض القيود الأساسية إلى حد ما، لذا في أحد هذه الأيام نحن سيتعين عليك التوقف عن تصغير الأشياء”.
هل يحدث المستحيل؟
ربما تكون فكرة اقتراب قانون مور من الموت الطبيعي حاضرة بشكل مؤلم لدى مصنعي الرقائق أنفسهم؛ حيث أن هذه الشركات مثقلة بمهمة بناء رقائق أكثر قوة من أي وقت مضى ضد واقع الاحتمالات المادية. حتى إنتل (Intel) تتنافس مع نفسها وصناعتها لخلق ما قد لا يكون ممكنًا في النهاية.
في عام 2012، باستخدام معالج 22 نانومتر (نانومتر)، تمكنت إنتل (Intel) من التباهي بامتلاكها لأصغر ترانزستورات في العالم وأكثرها تقدمًا في منتج يتم إنتاجه بكميات كبيرة.في عام 2014، أطلقت إنتل (Intel) شريحة أصغر حجمًا وأكثر قوة 14 نانومتر؛ وفي عام 2024، بدأت الشركة في تلقي قطع غيار لآلة بحجم حافلة مدرسية يمكنها إنشاء تقنية “تدفع قانون مور إلى الأمام”.
هذه الآلة – والتي صممتها شركة ايه إس إم إل (ASML) – عبارة عن نظام طباعة حجرية فائق للأشعة فوق البنفسجية يمكنه طباعة ترانزستورات صغيرة تصل إلى 2 نانومتر.
معلومة عابرة: النانومتر الواحد يساوي واحدًا من المليار من المتر، وهو أصغر من الطول الموجي للضوء المرئي. يتراوح قطر الذرة من حوالي 0.1 إلى 0.5 نانومتر.
اعتبارات خاصة
إن رؤية مستقبل مترابط وممكن إلى ما لا نهاية يجلب تحديات وفوائد. لقد عزز تقلص الترانزستورات التقدم في مجال الحوسبة لأكثر من نصف قرن، ولكن يجب على المهندسين والعلماء إيجاد طرق أخرى لجعل أجهزة الكمبيوتر أكثر قدرة قريبا. بدلًا من العمليات المادية، قد تساعد التطبيقات والبرامج في تحسين سرعة وكفاءة أجهزة الكمبيوتر. قد تلعب الحوسبة السحابية والاتصالات اللاسلكية وإنترنت الأشياء (IoT) وفيزياء الكم دورا في مستقبل ابتكار تكنولوجيا الكمبيوتر.
على الرغم من المخاوف المتزايدة بشأن الخصوصية والأمان، فإن مزايا تقنية الحوسبة الأكثر ذكاءً يمكن أن تساعد في الحفاظ على صحتنا وأماننا وإنتاجيتنا على المدى الطويل.
أسئلة شائعة
ما هو قانون مور؟
في عام 1965، افترض جورج مور أنه كل عامين تقريبًا، سيتضاعف عدد الترانزستورات الموجودة على الرقائق الدقيقة. يشار إلى هذه الظاهرة عادة باسم قانون مور، وتشير هذه الظاهرة إلى أن التقدم الحسابي سيصبح أسرع وأصغر وأكثر كفاءة بمرور الوقت. يُنظر إلى قانون مور على نطاق واسع على أنه إحدى النظريات المميزة للقرن الحادي والعشرين، وهو يحمل آثارًا مهمة على مستقبل التقدم التكنولوجي – إلى جانب حدوده المحتملة.
كيف أثر قانون مور على الحوسبة؟
كان لقانون مور تأثير مباشر على تقدم قوة الحوسبة. ما يعنيه هذا تحديدًا هو أن الترانزستورات في الدوائر المتكاملة أصبحت أسرع. تقوم الترانزستورات بتوصيل الكهرباء، والتي تحتوي على جزيئات الكربون والسيليكون التي يمكن أن تجعل الكهرباء تعمل بشكل أسرع عبر الدائرة. كلما زادت سرعة توصيل الدائرة المتكاملة للكهرباء، زادت سرعة عمل الكمبيوتر.
هل قانون مور على وشك الانتهاء؟
وفقًا لرأي الخبراء، من المتوقع أن ينتهي قانون مور في وقت ما في عام 2020. ما يعنيه هذا هو أنه من المتوقع أن تصل أجهزة الكمبيوتر إلى حدودها لأن الترانزستورات لن تكون قادرة على العمل داخل دوائر أصغر في درجات حرارة أعلى بشكل متزايد. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تبريد الترانزستورات يتطلب طاقة أكثر من الطاقة التي تمر عبر الترانزستور نفسه.
الخلاصة
بدأ قانون مور كملاحظة أدلى بها غوردون مور في عام 1965 بأن عدد المكونات على رقاقة يبدو أنه يزداد بعامل اثنين كل عام. وتوقع أنه من الممكن أنه بحلول عام 1975، سيكون هناك 65,000 مكون في دائرة متكاملة. في عام 1975، قام بمراجعة ملاحظته وتوقع أن يتضاعف عدد المكونات كل عامين. ظل هذا التنبؤ دقيقا إلى حد ما لما يقرب من 50 عامًا – وفي عام 2024، لا يزال المهندسون والعلماء يحاولون مواكبة ذلك. لقد نجحوا في طباعة الترانزستورات بحجم الذرات تقريبًا.
