免费小说阅读网

手机浏览器扫描二维码访问

第452章 讨论计算复杂性（第2页）

到1965年时，仙童半导体公司已准备发布带有64个元件的芯片了。

掌握了这项技术的摩尔在1965年发表的论文的开篇便作出大胆陈述：“集成电子技术是电子学的未来。”

在今天看来，这一声明已不证自明，但在当时却充满了争议。

许多人怀疑集成电路只能满足一个小份额市场的需求。

这种怀疑是情有可原的。

尽管最初的集成芯片比手工连线的芯片紧凑许多，但它们的成本也高出很多——按照今天的币值计算，每个元件约为30美元，而独立元件的成本却不足10美元。

当时市场上只有几家公司制造集成电路，而它们真正的客户也只有NASA和美国军方。

而晶体管性能尚不可靠这一不争事实让问题变得更为严重。

在当时制造出的单个晶体管中，只有一小部分——摩尔后来回忆指出，只有百分之十至二十——能够真正发挥作用。

将这样的六七个器件一起放在集成电路中，你一定会认为这些小问题会叠加，导致只有极少数的芯片能够正常使用。

然而，这一逻辑却是错误的。

事实上，在制造含有8个晶体管的芯片时，能够正常使用的芯片比例与制作8个单个晶体管时的可使用比例是相近的。

原因在于这种概率并不是针对单个晶体管而言的。

缺陷会占用空间，而多种类型的缺陷会像飞溅的油漆一样随机分布。

如果将两个晶体管紧密地放置在一起，单个晶体管自身的缺陷便可以同时影响两个晶体管。

因此，将两个晶体管并排放在一起时由缺陷导致的失效风险与单独一个晶体管是相同的。

摩尔确信，最终一定能够证明集成工艺是经济合算的。

在1965年发表的论文中，为了证明集成电路拥有无限光明的未来，摩尔在一幅曲线图中按照先后顺序绘制了5个时间点。

第一个时间点是仙童半导体公司首款平面晶体管问世，随后是公司的一系列集成电路产品推出的时间。

摩尔采用的是半对数曲线图，其中一个轴是分度不均匀的对数坐标轴，另一个轴是分度均匀的普通坐标轴。

指数函数在这种坐标图中会被显示为直线。

而摩尔所画的，连接这5个时间点的线大约是一条倾斜的直线，其倾斜度恰好对应集成电路上每年翻倍的元件数量。

从这条小小的趋势线出发，摩尔作出了大胆的推断：这种翻倍现象将继续维持10年。

他预测，到1975年时，集成电路上的元件数量可以从64个增加至6.5万个。

实际上，摩尔的推测几乎完全正确。

摩尔于1968年离开仙童半导体公司，并与别人共同创立了英特尔公司。

而英特尔公司在1975年所筹备推出的一款电荷耦合器件（CCD）存储芯片中，大约有3.2个万元件——仅比摩尔的千倍增长预测结果少了一半。

在回顾这篇令人瞩目的论文时，我要指出几个经常被人们忽略的细节。

首先，摩尔预测的是电子元件的数量——而不仅仅是晶体管或其他器件（例如电阻器、电容器、二极管）的数量。

许多早期集成电路上所含有的电阻器数量的确要比晶体管多。

后来，较少依赖非晶体管元件的金属氧化物半导体（MOS）线路问世时，数字时代才真正开启。

晶体管开始发挥主导作用，它们的数量就成了衡量集成电路复杂性的更为有效的指标。

这篇论文还展现了摩尔对集成工艺经济性的关注。

他所定义的每个芯片上的元件数量并非最大值或平均值，而是当每个元件的成本达到最小值时的元件数量。

他已经认识到，一个芯片上能够集成的元件数量和具有经济意义的元件数量并不一定等同。

相反，每一代芯片加工技术都存在一个“最佳状态点”

。

芯片上的元件越多，单个元件的成本便会越低。