Moore Yasası, Intel şirketinin kurucularından Gordon Moore'un, 19 Nisan 1965^[1] yılında teknolojik ilerlemelerin ve gelişmelerinin geleceğine yönelik olarak kaleme aldığı, Electronics Magazine^[2] dergisinde yayınlanan, orjinal başlığı “Cramming More Componenets Onto Integrated Circuits”^[3] olan makalesi ile teknoloji tarihine kendi adıyla geçen yasanın^[4] adıdır.^[5]

Fotoğraf 1. Gordon Moore, Intel Developer Forum 2007, San Francisco, California^[6]

Moore Yasası’na göre, temel olarak, bir çip üzerindeki transistor sayısının her iki yılda bir ikiye katlanır.^[7] Daha ayrıntılı olarak ifade edecek olursak, her iki yılda bir, tümleşik devre üzerine yerleştirilebilecek bileşen sayısının iki katına çıkacağını, bunun bilgisayarların işlem kapasitelerinde büyük artışlar yaratacağını; üretim maliyetlerinin ise aynı kalacağını, hatta düşme eğilimi göstereceğini öngören deneysel gözlemdir.^[8]

Fotoğraf 2. 128 MB x [2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2] = 128 MB x 210 = 128 GB 2005 ila 2014 yılları arası teknolojik gelişmeye örnek

Sözün ilk söylendiği 1965 yılından bu yana, Moore Yasası çoğunlukla geçerli olmuştur. Yasa, temel olarak bir tümleşik devrenin fizikî boyutunun devreyi oluşturan transistör sayısının karesiyle değiştiği anlamına gelir. Örneğin; tümleşik devre bünyesindeki transistör sayısı iki katına çıkarsa devrenin boyutu dört katına çıkar.

Grafik 1. Seçilmiş bazı işlemcilerin her iki yılda ikiye katlanan transistör sayısı

Grafik 2. Seçilmiş bazı işlemcilerin saat frekansı – güç yoğunluğu grafiği

Moore Kanunu’nun Intel’deki Yansıması

Silikon entegrasyonu hakkındaki bu düşünce, Intel tarafından gerçeğe dönüştürüldü ve dünya çapında teknoloji devi olan Intel’in teknolojik ilerlemesinin simgesi haline geldi. Moore Yasasını baz alan Intel, böylelikle, Intel işlemcilerine ve diğer lider platform bileşenlerine entegre ettiği transistörlerin sayısını gün geçtikçe arttırmış; böylece MHz ya daGHz gibi değerlerle ölçülen saniye başına yönerge sayısı ile ölçülen bilgi işlem performansı ile transistör sayısını kararlı ve güvenilir bir şekilde arttırmayı başarmıştır.^[9]

Grafik 3. Intel, tik – tak modeli ile micromirasini geliştirmeye devam etmektedir

Silikon tabanlı bileşenlerin ve platform parçalarının performansı arttıkça, bunları üretmek, ekonomik olarak daha ucuza mal olmaya başlar. Bu sayede, ilgili aygıtlar daha fazla sayıda, daha güçlü ve koşulsuz bir şekilde günlük hayatlarımızın bir parçası haline gelmeye başlar. Bugünün işlemcileri, oyuncaklardan trafik lambalarına kadar her şeyi kontrol eder. Birkaç dolar maliyetindeki müzikli bir doğum günü kartı, birkaç yıl öncesindekilere göre çok daha fazla işlem gücüne sahiptir. Böylelikle teknolojinin maliyet açısından toplumun ulaşabileceği makul düzelere çekerek refah düzeyinin artmasını sağlayarak “40 yıl önce tümü bilim kurgu gibi görünen teknolojileri mümkün hale getiren^[10] , Intel’in silikon, işlemci ve platform düzeyindeki gelişmeleri” mümkün hale getirmiştir.

Tarihsel Süreçte Moore Kanunu’nun İşlevselliği ^{[11] [12]}

Grafik 4. İşlemcilerin insanlık karşısında kısa tarihi

1971'de Intel 4004 işlemcinin 2300 transistörü vardı ve bu etkileyici bir rakamdı. Bu işlemci, mütevazı Busicom hesap makinesinde kullanılıyordu. 4004'ün devre satır genişliği, 10.000 nanometre olarak ölçüldü; bu da insan (100.000nm) saçından 10 kat daha ince bir değer. Günümüzde üretim teknolojisindeki gelişmeler, Intel'in devre satırlarını 14nm aralığına düşürmesine olanak tanıdı. Bu radikal küçülme, 5. nesil Intel® Core™ işlemcilerin 1.9 milyar transistör içermesini ve çok gelişmiş kullanım modellerini olanaklı kıldı. Bilgisayarlar; bankomatlardan, arabalara, tabletlere ve süperbilgisayarlara kadar çok çeşitli cihazlarda kullanılıyor.

Küçülen yalnızca boyut değil. Orijinal Intel 4004 mikroişlemcinin saat hızı 740 kilohertz (0.00074GHz) kadardı. 50 yıl ileri sardığımızda, Intel Core işlemciler, 4GHz hıza ulaşabiliyor, yani hız 5400 kat arttı.

Intel Kıdemli Başkan Yardımcısı ve İstemci Bilişim Grubu Genel Müdürü Kirk Skaugen, COMPUTEX TAIPEI 2015'teki konuşmasında, yarıiletken sektöründeki inovasyon hızını otomotiv sektöründeki inovasyon hızıyla karşılaştırarak özetledi. Motorlar, Moore Yasası ile aynı hızda gelişme gösterseydi, insanların yaşamları boyunca yapacakları otomobil yolculukları için yalnızca 4 litre benzine ihtiyaçları olurdu. Aya 60 saniyede uçabilir, Taipei'den New York'a 30 saniyede gidebilirdik.

Hızın yanı sıra, Moore Yasası, elektronik cihazların artan enerji verimliliğinin de itici gücü oldu. Günümüzde işlemciler, Intel’in ilk 4004 işlemcisinden 90.000 kat daha verimliler. Bu, beygir gücündeki artış kadar önemli bir gelişme, çünkü enerji tüketimi 1970'ten bu yana değişmemiş olsaydı, laptopın bir yıllık çalışma maliyeti 100.000 Euro olurdu. Nitekim bu rakam şu an yalnızca 25 Euro.

Transistörlerin sayısının sürekli ikiye katlanması, son 30 yıldır mobil cihazların yükselişinde büyük fayda sağladı. 1984'te Motorola DynaTAC 8000X, ilk ticari cep telefonu olarak piyasaya sürüldü. Hantal cihaz, 10 inç uzunluğunda 790g ağırlığındaydı. 30 dakikalık konuşma ve 30 telefon numarası saklama özelliklerine sahipti.

İlk insan genomu dizilimi, 2001'de 100 milyon dolara mal olan yaklaşık 10 yıllık çalışmadan sonra gerçekleşti. Bugün, isteyen herkes 1000 dolar karşılığında DNA dizilimini çıkartabilir.

Moore Kanunu’na Getirilen Eleştiriler

Günümüzde optik litografi yöntemi ile üretilen tümleşik devreler, silisyum yongalar üzerinde 14 nanometre[13] boyutuna kadar büyüklüklerde, yani yaklaşık olarak 130 silisyum atomu[14] boyutunda yapılardan oluşturulabilmektedir. Kullanılan morötesi ışık dalga boylarının, atom fiziksel boyutlarının sınırlılığı ve küçük yapıların yüksek frekanslarda çalıştırılmasında ortaya çıkan çalışma düzensizlikleri, yeni bir tümleşik devre teknolojisi geliştirilemez ise Moore yasasının kısa bir süre geçerliliğini yitireceğini göstermektedir. Ayrıca Gordon Moore, 13 Nisan 2005 tarihinde kendisi ile yapılan bir söyleşide, öngörüsünün kısa bir zaman içinde geçerliliğini yitirebileceğini ifade etmiştir.

Grafik 5. Moore Kanunu’nun gelecekte işlevselliğini yitireceği tahminleri yapılmaktadır.¹⁵

Ek 1. Intel Moore Kanunu Zaman Çizelgesi¹⁶

KAYNAKÇA

• [1] “Milenyum Nesli Moore Yasası’nın Metronomunu Hızlandırmak İçin Geliyor”, iq.intel.com.tr , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [2] Nisan 2005'te Intel firması 19 Nisan 1965 tarihli Electronics Magazine dergisi sayısını satın almak için 10.000 ABD Doları teklif etmiştir.

• [3] “Cramming More Componenets Onto Integrated Circuits”, www.monolithic3d.com , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [4] Gordon Moore tarafından hiçbir zaman “bir yasa” olarak tanımlanmayan ifadesi, Kaliforniya Teknoloji Üniversitesi profesörü ve yüksek ölçekli indirgeme konusunun öncülerinden biri olan Carver Mead tarafından bu şekilde adlandırılmıştır.

• [5] “Moore Yasası 50'nci yılını kutluyor”, www.teknokulis.com , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [6] Kimberyly White, Bloomnerg, 18 Eylül 2007

• [7] “Moore Yasasının 40. Yıldönümü”, www.intel.com , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [8] “Moore Yasası”, tr.wikipedia.org, (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [9] “Moore Yasasının 40. Yıldönümü”, www.intel.com/cd/corporate , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [10] IMDB’de 856.140 kişiden 10 üzerinden ortalama 8.7 puan alan ve tüm zamanların en iyi 250 filmi listesinde 20. sırada bulunan, 1977 yapımı, unutulmaz Star Wars filmindeki görüntülü konuşma yapılabilen telefonları örnek olarak verebiliriz, (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [11] “Hesap makinelerinden cep telefonlarına ve DNA eşleştirmelerine, Moore Yasası’nın Teknik Gelişimi”, www.intel.com.tr

• [12] Intel tarafından hazırlanmış olan Moore Kanunu zaman çizelgesi için Ek 1’e bakınız.

• [13] 1 nanometre = 10^-9 m

• [14] Silisyum, yeryüzünde en çok bulunan elementlerden bir tanesidir. Yarıiletken özelliğe sahip oluşu ve doğada çok bulunması, transistör, diyot ve hafızalarda kullanılabilmesinin pratik oluşu, entegre devrelerin ve bilgisayarların silisyum teknolojisi üzerine inşa edilmesini sağlamıştır. "Silikon Vadisi" denilen dev endüstrinin adı bir silisyum bileşiği olan silikondan gelmektedir.

• [15] “No Moore”, www.economist.com , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

• [16] “50 Years of Moore's Law: Fun facts, a timeline infographic and Gordon's own thoughts 5 decades later”, http://www.techspot.com , (Son Erişim Tarihi: 5 Şubat 2016)

İletişim için: serkan.mete@email.com