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「ムーアの法則」は限界か


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1:
シリコンバレー開拓者の1人で半導体大手インテルの共同創業者のゴードン・ムーア氏が、半導体開発に
関する大胆な法則を提唱して今年で50年となる。その法則とは、技術革新が小さなシリコン・チップの上に
組み込まれるトランジスタの数を約1年毎に倍増させ、そのチップを使った機械は小型化することにより
高性能になるというものだった。
 「ムーアの法則」と命名されたこの定理は、技術関連産業の諸法則の中でも最も長くその有効性を
保った概念の一つとなっている。それはパーソナル・コンピューター(PC)、携帯電話、ウェブ・サーバー、
ネットワーク接続機器などの革命的製品の出現に道を開いた。そして新世代のチップが開発されるたびに、
前世代のものより高性能かつ低価格を実現するのが普通だった。
 しかし、「ムーアの法則」はここに来て限界がみえつつある。
 カリフォルニア州に本拠を置くコンサルティング会社、インターナショナル・ビジネス・ストラテジーズの
試算によると、最新の技術を用いたチップの設計と実用試験は今や1億3200万ドル(約160億円)かかり、
前世代の最高性能のチップの設計・試験コストと比べ9%増加した。10年前はそのような先端チップの
設計は約1600万ドルしかかからなかった。その一方、一部の会社は各チップのコストを初めて引き下げられなくなっている。
 この変化の一因は、シリコンウエハーを最新のチップに加工していく際に多くの新たな工程が必要になったことだ。
最新チップの回路の幅は14ナノメートル(ナノは10億分の1メートル)と極微小となっており、これにより
1つのチップの上に過去と比べるとトランジスタを数億個も多く組み込むことが可能になっている。
しかし、それほどの数のパーツを組み込んだチップを設計するには多くの時間と経費がかかるようになった。
 半導体各社は、この先10年ほどはさらにシリコンチップを小型化し続けられそうだが、その金銭上の
見返りは低下し続けるとしている。一部のチップ設計者は、コストより性能が重要な最先端チップの製造にさえ、
最新の技術は制限的にしか使わないようになっている。
 ブロードコム(本社カリフォルニア州アーバイン)の創業者で会長兼技術責任者のヘンリー・サミュエリ氏は
「(新技術の使用に)すごく慎重になっている。これらのチップの価格は劇的に上昇しているためだ」と話す。
 マイクロン・テクノロジー(本社アイダホ州ボイジー)のマーク・ダンカン最高経営責任者(CEO)も
「改善してペイする市場がどんどん小さくなるだろう」という。同社はスマートフォン(スマホ)やデジタル・カメラ、
写真アルバム用のタブレット端末に使われるフラッシュ・メモリー・チップを製造している。
ムーア氏は元々、シリコンバレー創生期の中核企業だったフェアチャイルド・カメラ・アンド・インスツルメント傘下に
あったフェアチャイルド・セミコンダクターで研究開発の責任者だった。そして1965年の4月19日電子技術雑誌に
「集積回路により多くのトランジスタを詰め込む」との論文を発表、その中で後年「ムーアの法則」と
呼ばれるようになる予測を提唱した。
 その予測では、ムーア氏は1つのチップの上の半導体の数は毎年倍増し、当時の約60から1975年には
6万5000にまで増えるだろうとした。ただ、同年には倍増ペースを1年ではなく2年に修正した。
フェアチャイルドは当初、最初のトランジスタを1個150ドルで売っていた。ムーア氏のこの論文発表後、
価格は同社製品も競合社のものも年々下落を続けた。
 インテルによると、同社の中核製品である「Core i5」マイクロプロセッサーは13億個のトランジスタが組み込まれ、
1つが0.00000014ドル、つまり7万個のトランジスタあたり1ペニー硬貨(=0.01ドル)だ。
 「ムーアの法則」は当初、チップ開発エンジニアの1つの目安的存在だったが、徐々にライバル社との
競争上達成しなければならない原則となり、各社に休むことのない技術革新に駆り立てることになった。
 2000年代半ばまでは同法則は、コンピューターの鍵となる性能である情報処理度(クロック周波数)の
加化に貢献した。しかし、処理度の高化は、市場が携行型のコンピューターに移る中で、
機器の過剰な消費電力と発熱という問題を生じさせるようになった。
中略
 今後「ムーアの法則」が有効性を保ち続けられるのかが注目される。
http://jp.wsj.com/articles/SB11581577432647144308704580587363416618820
4:
14ナノとか分子数個のレベルだろ
微細化ルールの限界とかは普通に有るだろうな
45:
>>4
既に多層化してる
7:
>>1
家庭用のPCには、今のハイエンドCPUはすでにオーバースペック気味だからねえ。
しばらく落ち着くのではないか?
30:
>>7
全然足りなくて困ってる
43:
>>7
ファイナルファンタジーの最新版を高解像度でプレイしたり、4kX2kの動画を再生する時はまだ力不足と
感じる事あるな。90年代ならあと2,3年すればサクサク動く性能まで進化のさだったけど、今の状態では
5,6年以上かかりそうだな。
4コア8スレッドのCorei7が登場してもう6年も経つけどあれから未だに進んでいない・・・
6年も経てば32コアや64コアのCPUが登場していてもおかしくない。
47:
>>43
4K60Pビデオカメラの映像を再生するのは、
パソコンじゃ現実的じゃないし、
ビデオカメラ本体で再生するしか無いのが現状。
パナが気合入れて、ブルレイレコーダーで録画再生、
ついでに編集も出来れば良いが。
68:
>>43
今はヘテロジニアスマルチコアの方向でそれを解消しようとしている。
専用のプロセッサをCPUに統合して使い分けようという考え方。
オクタコアのスマホCPUも基本的にはこの考え方に沿ってる。
重い処理は高のA57のクアッドで高に、軽い処理はA53クアッドで低消費電力で。
言い換えれば、1980年代後半から1990年代前半くらいのゲーム機のように、
専用プロセッサを積んでいく考え方。
この流れは暫く続くだろうが、10年もしたらホモジニアスマルチコアでx86の低消費電力版(Atom系)を
128コアとか256コアとか積んでいく方向に回帰するんじゃないかと夢想している。
137:
>>43
それはGPUの問題が大きい
149:
>>43
インテル、72コア Xeon Phiプロセッサを投入へ ―16GBのHBMを実装
http://ggsoku.com/2015/04/intel-hpc-72-core/
158:
>>149
ソースありがとう。
まだサーバーやワークステーションといった企業・研究所向けの高いシステム専用だろうな。
2,3年もすれば通常のPCにも搭載されると思うが・・・
大幅な性能向上を期待したい。
8:
分子の限界とか磁力かなんかで密集の限界とかあった気がする
理論的には別の材料や方法で可能だろうが
そこまでの性能を求める状況が無いしなあ
9:
むしろ、まだ微細化のコストが見合ってるのがビックリだわ
20年前に後数年で微細化製造コストと販売価格が見合わなくなるとか言われてたのに
10:
小型化よりも、電気大食い・爆熱グラボの問題なんとかならんかね
29:
>>10
ゲームメーカーがインテルhdグラフィック3000くらいを基準にして
ゲームを作ってくれれば万事解決。
高グラフィック高消費電力か低グラフィック低消費電力を選べるように
してくれればok
11:
すでにリーク電流への対応で微細化に問題が出てきてるから、平面から多層化への流れになってるよな
15:
プロセッサの性能向上より、ファイル数がたくさんあっても SSD 並にくアクセスできて、寿命も HDD 並に長い記憶装置の開発よろ。
ファイルサーバの更新作業で朝からずっとファイルコピーしてるのに、全然終わんないよ・・・(涙
16:
まだ平面ガエルだからな
17:
まあ予測だもんな
21:
現状、性能足りてる感もあって進化は遅くなりそうではある
むしろバッテリー革命の方が待ち望まれてそう
22:
シリコンチップの重層化技術は東芝か。まだまだムーアの法則は続く。
23:
IVYからこっちの3Dトランジスタは放熱が今一つっぽくてなあ。
プレーナー型より消費電力やTDPは改善してる筈なんだけど、
その割には熱くてクロック上がらんのよな
半分はグリスバーガーのせいでもあったがw
表面のトランジスタ間の隙間を非電導性の熱伝導率の高い物質で
埋めるとかして放熱性良くしてくれんかのー
なんかツマンナイワ
24:
高解像度ディスプレイ用のGPUがもはやノートPCに入らないくらい熱々でどうしたもんか・・・
31:
チップの並列化で、同一設計の超使い回しが可能となった
ムーアの法則は揺るがない
32:
オーバークロックマニアってまだいるのかな?
昔のセレロンの時、雑誌の特集とかで死ぬほど居たと思うが。
104:
>>32
オーバークロック 窒素 とかで検索する
33:
なまじ 光学技術や電子顕微鏡とか使うから2年で倍々ゲームになって際限なく作り続けなければならないんだよ。
浮世絵みたいに絵師の肉筆・彫り師の手彫り・刷り師の手刷りならゆっくりできたのにな。
平賀源内コーポレーション製PCに葛飾北斎ブランドの集積回路とか歌麿メモリーとかさ。
34:
C2DでVista動かした時はちょっと感動した。
今のWindows8なんてAtomでも普通に動くからなあ。
35:
そりゃ物理法則の限界近くに来ているからな
36:
ユーザには関係ない
はよ作れよ
38:
4Kビデオカメラで4K60P動画を普通に撮影、再生出来るのには
驚く。
「64ギガのSDカード」というのも。
41:
そう考えると、計算以外に脳のないCPUやメモリーに比べ
人間のそれが いかに多機能かつコンパクトかが解るな
73:
>>41
周波数も低くてすごい
44:
投資額が半端でなくなってとうの昔に日本企業は脱落している。
台湾の企業が投資できなくなったらそこまでだな。
46:
参考
48:
スマホで、HD動画を再生出来るって考えてみるとかなり凄い事だよな。
51:
性能は上を出せるが、売るために法則に合わせてるんじゃないかと
52:
ムーアの法則を続けるなら
いつか半導体を素粒子のサイズにしないといけなくなるけど
それは不可能だしね。
56:
俺のCore2Quadちゃんが現役バリバリなわけだぜ
57:
円安が進行したのもあるし、sandyであんだけ性能上がったのに
その後ずっと足踏みって言ってもいい感じだし
3770kとz77で組んでから後、買い換えの意欲が全然起きないw
gpuも20nmダメだったからまだ28nmだし
でもワッパ良くなったし670sliから買い換えようかなと思った970は
詐欺スペック欠陥品だったしamdは熱っつ熱でリネームばっかりだし
結局skylakeとpascal待ち
58:
もうとっくに終わった法則だと思ってたわ…
まだ続いてたのね
59:
これ以上性能を上げるとなると
水冷を普及させて冷却効率を上げて
CPUのコア数を増やしたり
あるいはソケット自体を増やしてCPUを複数搭載して
性能を上げていけばいいのか。
60:
ムーアの法則に限界なんてあるわけねー
たまたま短期的な停滞を限界だと思ってるだけだろ
155:
>>60
短期的かなぁ
CPUのクロックもずっと上がってないぜ
61:
だからマルチコアになったんだろが
62:
14nmの次になったらデスクトップの中身買い換えるかな。
Ivyをいまだに使ってるけど、性能不足だと感じたことがないわ
63:
14ナノメートルって振動で切れそうw
64:
IntelなんかSandyで止まってるやん
65:
今さら限界とか言い出さなくたってここ5年ぐらいまともにCPUの進化なんて感じられないのだが
windows黎明期あたりは半年ほっとくだけでバンバンスピードアップしてた
66:
第2次マイコンブームからパソコン触って30年になるけど
その当時イメージできた未来のスーパーコンピュータを現状でも大幅に超過しとるね
69:
こんなのは15年前から言ってた事でね、物理学関係者にとっては今更ですよ。
大学院にいた時から私もそう予言していたし、事実そうなった。
量子力学をある程度学んだ人間ならまず間違いなく予測できる事ですね。
マルチコア化の課題の一つは熱排出ですが、14nmにまでサイズが小さくなるのならならなんとかなる気がしますね。
頭打ちになるからと言って、技術をアホの中国朝鮮に渡さないようにお願いしたいですね。
もっとも、中国朝鮮ではこのような繊細でなおかつ忍耐を要するような技術は実現できないだろうがね、
月にロケットを飛ばせないのと同様に。
76:
>>69
日本だけが技術があるわけではない
そのうち他国経由で中韓にも伝わる可能性もあるので
あまり舐めていると足元救われるぞ
71:
次は立体化に決まってるじゃん
縦横高で作っていけよ
108:
>>71
素粒子レベルなら11次元の論理回路のプロセッサー組める
243:
>>71
既に2次元じゃない現行製品て知ってるか?
IntelとTSMC/Samsungが3Dトランジスタで激突
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20140903_664921.html
72:
IBMが試作した、1000コアCPU、はやく製品化しないかなぁ♪
74:
高化が行き詰まっている理由の一つが熱問題なわけだが
立体化したら排熱をどうするのよ?
77:
>>74
チップ内部にヘリウムを通すに決まってるじゃん!!
冷却装置とCPUダイが一体化するだろうね
微細な穴を高圧のガスが通り抜けて、熱を奪う構造になるでしょう
106:
>>77
分子数個でゲートを作るとかやってる世界にそんなマクロな機構を持ち込むのは不可能
93:
>>74
超伝導だと抵抗がないから熱は発生しない
もう一度は大きなブレイクスルーが期待できる
俺らが爺さんなる頃には実現してるでしょ
75:
HDDの容量増加スピードが遅いのなんとかして
78:
自分は、今の性能でも別に困らないのだけれど、
もっと高性能欲しい人って多いのかな?
89:
>>78
ゲームは上げれば上げただけリアルにはなると思うが任天堂なんかゲームの良否は
ハードの性能でないと決めつけているしその任天堂がスマホに食われている今の状況
ではハイエンドの需要はもうそんなになさそう。
79:
クロック数→頭打ち
コア数→頭打ち
あとはSSDの2テラが普及したらほぼ頭打ちかな
80:
商品(部品)としての「必要性」まで考えての発言じゃないだろうよ
確かに新しい発想が必要な時期かも
82:
いっそ大型化すれば良くね
83:
cpuとgpuはもう十分
メモリはタブブラウザが馬鹿食いするからもっと欲しい
HDDと回線帯域(LANとインターネット両方)は全然足りない
85:
強いて言うならというか、デスクトップが延々と足踏みしてる間に
板タブがどんどん進化してるのはわかる
3Dゲームを除いて今のデスクトップにできる大概のことができるようになって
デスクトップに立場がなくなる日が近そう。もしくはもう来てるのかも
86:
CPUの度自体もう必要じゃねえからな
HDDも昔は足りなかったが今では足りなくなる事はなくなった
今必要とされるのは消費電力だろう
91:
ハイエンドの需要がなくなってきたからね
こんなに早く需要が先細りするのは想定外だが
ムーアの法則がここまで有効を保つとは思わなかったのは確か
92:
PCの進化は完全に止まったよなあ
昔は3年もたてばガラクタだったけど、今は3年前のPCでも最新のPCと大して変わらん
これじゃ買い替えないよ
【コンピュータ】「ムーアの法則」は限界か
引用元:http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1429348593
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コメント一覧
1.
1:
3. :2015年04月19日 11:34 ID:5XlF74mr0
4. 昔は爆熱の1コアCPUを2基積んで電源をヒーヒー言わせてたのにな
あの頃から比べたらCPU1基に4つもコアがあったりするなんて考えられないわ。
5.
2:
7. :2015年04月19日 11:39 ID:uqwg0PKh0
8. 「年とればとるほど人は普通コンサバになって、
ムーアの法則なんて本当は起こらないんじゃないか、と心配し始めるものなのだ。
だがね、そこに頭の切れる若い才能を持ってきて、こう言ってやるのさ。
「おい、そこの頭の切れる若いの。俺たちはこのご老体だが、
ムーアの法則をこの40年ずっと守り通してきたんだ。台無しにするなよ。」
するとなんせ頭がいいから、なんとかなるんだよ。 」
インテル、クレーグ・バレット会長
9.
3:
11. :2015年04月19日 11:42 ID:1BYBzHg.0
12. 基板に配線プリントアウトしてる限りどっかで終わると思うけど。
そっから先はどうなるのかねぇ。
13.
4:
15. :2015年04月19日 11:48 ID:j0U79oTd0
16. 技術問題より先に金銭的に限界が来るというのは前から言われてたんだよなあ
20nm世代でGlobalFoundationが最新プロセス競争から脱落してサムチヨンの下請けになったし
7nmまでいけるのはIntelだけかもな
17.
5:
19. :2015年04月19日 11:50 ID:88h5IwUW0
20. この手の話になると必ず俺が若かった頃は◯◯だった
それに比べ今は?とか語り出す奴が出てくる
誰もお前のことなんて聞いてねえよ
21.
6:
23. :2015年04月19日 12:00 ID:DVXv7Fw.0
24. 4コアが出た当時は8コアもすぐなんだろうなあなんて思ってた時期が俺にもありました
25.
7:
27. :2015年04月19日 12:05 ID:DNYf6NaD0
28. 限界と言われてもう何年だよ。
とは言っても単電子トランジスタ・トンネルFETなどのMore Mooreの方向で
微細化・集積化を終わらすしかないような気がするけどね。
29.
8:
31. :2015年04月19日 12:20 ID:W4Pb77Jk0
32. パソコンの処理度は10年前から止まってるじゃん
数とグラボで誤魔化してるだけで
33.
9:
35. :2015年04月19日 12:25 ID:5im.qfE40
36. そろそろスピントロニクスやスキルミオンが本気出してくれる…といいなあ
37.
10:
39. :2015年04月19日 12:36 ID:dwjuW9HY0
40. シングルコア性能は何年も前から停滞気味だね。
CPUはいくらコア数を増やしてもソフト側の問題で
性能を発揮できないことも多いので、進化をあまり実感できない。
その点GPUは(比較的)単純なお仕事を大量のコアで処理するという
前提のあるハードだから、コア数を増やした分だけパフォーマンスは上がる。
GPUは今後もリニアに性能向上していくんだろうね。
いつかは頭打ちなんだろうけど、、
41.
11:
43. :2015年04月19日 12:38 ID:nyCDwAU.0
44. 単なる法則でしょ
マーフィーの法則みたいなもん
45.
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