2021年にムーアの法則が崩壊か

2016年08月16日ニュース, CPU

　「集積回路の実装密度は18カ月ごとに2倍になる」。このムーアの法則は、1965年にインテル共同創業者のゴードン・ムーア氏が唱えた。経験則だが、集積回路（半導体）の歴史はこの法則を、回路上のトランジスタやリード線といった素子を微細化することで実現してきた。時間とともに技術は進歩し集積回路は高密度化し、それが結果として高性能化、高速化と低価格化を伴う。18カ月で2倍、つまり3年ごとに4倍の容量のメモリチップが登場する。15年で1024倍になり、たとえば同じ価格のメモリモジュールが1Mバイトから1Gバイトになる。18カ月というサイクルは、厳密に言えば近年は崩れているが、驚異的なペースでの集積回路の高密度化は続いている。集積回路が誕生したころから、我々はそれが当たり前だと思ってきた。

【SIAレポートの画像】

　しかしこの法則は、2021年、つまりあと5年で崩れるという。米国半導体工業会（SIA）が出した「2015年の半導体国際ロードマップ」と題するレポートで予測されている。

　目に見える大きさから始まった集積回路は2016年現在、10nm（ナノメートル）プロセス、つまり素子1個の幅が1億分の1メートルという精密さで作られている。これが2020年には半分の5nmプロセスになるという予測もあるが、物質を無限に分割することはできず、いずれ原子の大きさという壁にぶつかる。トランジスタは、原子の格子構造によって電流（電子）を制御する。5nm付近になると原子1個（およそ0.1nm）の大きさが影響を与えてくる。回路を流れる電流、つまり移動する電子も、リード線の幅に対する抵抗や、物理学上の不確定性原理や、その他さまざまな理由から影響を受け、電子回路が実現できなくなる。集積回路が原子や素粒子からできていることを考えれば、いつかは来る限界だとわかっていたが、ついにその限界が2021年に訪れるというわけだ。

2021年、ムーアの法則が崩れる？（ITmedia ニュース） – Yahoo!ニュース

4: Socket774 2016/08/16(火) 20:49:21.78 ID:TwEkUgvJ0

もうすでに崩壊してんじゃん

新開発ロードマップ発表により「ムーアの法則」が成り立たなくなったことをインテル自身が宣言

『2021年にムーアの法則が崩壊か』へのコメント

名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/16(火) 23:44:31 ID：88401717a 返信

限界がいつ頃来るのかって予想がたっただけで何も崩壊してねぇじゃねぇか
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/16(火) 23:56:38 ID：286fd8684 返信

微細化が進みすぎて、隣の配線に電子が「ワープ」してしまう。という記事を以前読んだ。
リークしているのではなく「ワープ」するのだそうだ。
もう、ほとんど、シュレディンガーの世界。

ちなみに量子コンピュータは、同一の数式に対し、複数のパラメータを同時に流し込んで、同時に結果を得られるとか、そんなものらしいね。
それって、GPUでの３Ｄの計算とか、今話題のディープラーニングとかは、大量の積和演算で成り立っているから、科学技術方面では結構利用価値があるかもね。
エクセル使う分には、if文だらけになるだろうから、意味ないだろうけど。
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 00:59:50 ID：87fb25aba 返信
  
  トンネル効果ってやつだね。現行プロセスでもトンネル効果によるリーク電流は問題になってる。なので配線幅を大きくしたりして対応してる。
  
  量子コンピュータは確かに超並列演算は出来る。だけど解として qbit じゃなくて bit、つまり解となる「ある値」を取り出すことが難しい、ていうか出来ない。
  だから確率的に解が収束するようなアルゴリズムには適用できるけど、通常の積和演算みたいな結果値が必要なものには役に立たない…と何かで読んだ。
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 01:57:25 ID：08443315f 返信
  
  トンネル効果だな
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/16(火) 23:58:12 ID：c67828e8d 返信

とりあえず1万円で10Tぐらいの簡単には壊れない記憶媒体を出してくれ
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/16(火) 23:59:40 ID：a7fbd5b33 返信

ムーアの経験則だって言ってるだろ！いい加減にしろ！
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 00:22:16 ID：24610e5dd 返信
  
  トランジスタの量産開始が1950年代半ば、ICの量産開始が1960年代初頭
  それなのに1965年に経験則発表しちゃうとか、ムーア、不遜じゃね？生意気じゃね？
  - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 00:44:48 ID：8f50ea1a0 返信
    
    じゃあ「ムーアの努力目標」でいいかな
名前:名無しのAMDer 投稿日：2016/08/17(水) 00:19:05 ID：4ee99e908 返信

講談社ブルーバックス伊達宗之・著「新しい物性物理」初版2005年の本だけど
既に(桁として)トップダウンしてくる技術に対して量子の世界からボトムアップして
1nm前後の量子効果も交えた新しい半導体を作る「スピントロニクス」
という手法を確立しなければならないっていう結論になってる。
…んだけどスピントロニクス分野が今だ実験段階で現行半導体と
どう融合したもんだか…って問題もあってなかなか進んでない見たいね。

とりあえず半導体事業は7nmや5nmと言ったところの「ギリギリ粘れるか」で精一杯みたいだ
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 09:55:17 ID：bb2e89321 返信
  
  スピントロニクスはMRAM辺りで使ってるから
  割りと行けそうな気もする
  ここ最近頻繁に材料関係の論文ガンガン上がってくるし
  10年後ぐらい経てば実用的な技術になってそう
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 01:46:56 ID：5d7575a90 返信

もうしばらくはムーアーの法則は維持しなくてもいいから、周波数を増強、コアを増やす低価格をしておくれ
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 01:58:21 ID：08443315f 返信
  
  だからそれができねーっつってんだろ
  - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 02:02:08 ID：5d7575a90 返信
    
    ムーアの法則っていうのは導体集積回路のトランジスタ数が2年ごとに2倍になるっていうことだろ？
    だからトランジスタの数を増やすよりほかのことをやってくれって言ったんですけど？
    （正しくは増やしたかずによって一メガヘルツあたりの性能は上がるけどさ
    - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 03:33:55 ID：24610e5dd 返信
      
      コンシューマーなCPUは、Sandy（32nm）～Skylake（14nm）と3世代に渡って、最上位は4C8Tのままで、動作周波数が少し上昇、IPCも僅かに上昇、AVX命令は拡張が行われた
      逆に言えば、Intelがそれまでムーアの法則に沿って行ってきた、コア数の増加がストップしたままで、動作周波数の向上も僅かにとどまり、微細化による恩恵があまりにも少ない
      つまり、すでに、微細化＝性能向上ではなくなってきているという事
      理由は以下
      
      ・メモリ帯域が足りなさすぎなので、コア数を増加させても、パソコンオタクと、極々一部の特殊なリソースの使い方をするユーザーしか幸せにならない
      にもかかわらず収益性が低くなるコア数の拡張をIntelはやりたがっていない
      
      ・微細化によるリーク電流の抑制が限定的である以上、微細化してもこれ以上に動作周波数を上げるのは難しく僅かづつしか上昇しない
      
      ・IPCについても、限界に近いところで勝負しているので、やはり遅々としか上昇しない
      
      ・一方、Sandyで実装されたAVX命令は拡張され続けており、今後も拡張される
      
      俺は長々と書いたが、たった一言で「だからそれができねーっつってんだろ」と言い切ったレスは、簡潔でたいへん素晴らしいことがわかるw
      
      さて、短期的には以上だが、長期的には、3D XPointというソリューションが示されたことで、コア数を増やす方向に舵を切る可能性はある
  - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 02:06:40 ID：5d7575a90 返信
    
    いや、数ってより大きさか
    今までは数が増えるほどCPU自体の大きさがでかくなってしまうから小さくするためにランジスタのサイズを小さくしてきたんだけども
    それが難しくなってるから今の状況
    訂正
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 17:20:26 ID：8a6e6e660 返信
  
  intelは、微細化が進まないのであれば、そっちの方向、
  動作周波数を上げる、実コア数を増やす方向に行かざるを得ないのかなって
  最近、2つのニュースを読んで思った
  
  kaby lakeにはBCLK aware V/F curveとAVX negative ratio offsetというものが
  備わって、オーバークロック耐性が上がるらしいという記事と
  14nmプロセスのCPUは、さらにもう1世代続いて、
  4世代目になるcoffee lakeのHプロセッサには6コアのものが登場するという記事
名前:　投稿日：2016/08/17(水) 02:59:02 ID：e23a5abf0 返信

微細化しないと早くならないってのはよくわからん
コアデカくすればいいんじゃねえの？ｗ
今は6コアとか積んでるんだから一つのコアを6コア分の大きさにしてそれを6コア積めばいいじゃん
ＣＰＵのソケットとファンがでかくなるだけだろ？(無知)
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 03:33:12 ID：5d7575a90 返信
  
  俺が理解している中でのことであれば
  コアの中にあるトランジスタの数を増やせば一メガヘルツあたりの性能が上がるからCPU自体の大きさを変えずに性能を上げるためにトランジスタの大きさを小さくしていたんだけどもそれで今ではこれ以上小さくするのが難しくなったために今のようになったと思っている
  
  コアを大きくすればそれはそれでいいんだけどもノートパソコン今はスマホ、今後普及されると見られているTor機器のためにCPUの大きさは無駄に大きくできないんだよね
  - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 04:05:42 ID：24610e5dd 返信
    
    CPUは、ウェハと呼ばれる非常に高価な円盤状の板に回路パターンを露光して複数個を一度に作り、切り分けて製品化する
    このため、一枚のウェハから作り出せるCPUの個数が収益に非常に大きく影響する
    価格の話は単純ではないが、CPUの大きさが2倍になれば、価格は倍以上になる
    
    さて、以下は「一つのコアを6コア分の大きさにしてそれを6コア」という話に即した非常に乱暴な例え
    もし、6倍コアを6個分乗せた巨大なCPUを作ったとして、例えば約4万円のCore i7が6×6倍の価格、すなわち140万円で売れるのだろうか？
    また、それほど巨大なCPUを載せるM/Bは、いったいいくらになるのだろうか？
    いや、そもそも、それだけの性能を欲しがってる人が世間にどれだけいるのか？
    そういった話になる
    
    現実にはXeonという常識的な大きさのCPUがあり、コンシューマ向けi7の4C8Tに対し、最大で18C36Tで、なおかつマルチCPUシステムが組める
    ただし、とても高価
    興味があれば調べてみるといい
    - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 04:24:34 ID：d72f60dc1 返信
      
      まあ付け足すなら
      そのウェハで複数個を一度に作っても完成する回路が全く同じものではないし同じ性能を示すとも限らない（所謂OCへの耐久はここに由来するわけだけど）
      でその関係で選別を行ってi5 i3 Pentium Celeronって複数個のラインナップが作られていくわけだし6×6倍で36倍かと言われると実際には多分もっと高くなる
      まあ現実的じゃないよねーって事になるよね
    - 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 10:52:15 ID：c11b89832 返信
      
      ウエハー自体は300mmで1万しないぞ
- 名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 18:21:31 ID：6633de7c3 返信
  
  微細化して電気信号の速度が加速するなら出来る。
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 04:34:10 ID：4b54764f0 返信

今は時期が悪い
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 07:49:40 ID：fe5908208 返信

もう仕方ないからマザボとメモリも統合しよう
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 11:02:44 ID：8fddd1017 返信

なんでもいいからSSD安くしろ。
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 12:03:26 ID：ce355dee5 返信

そろそろDMI4.0とか出てこないの？
PCIeが増えてきたのでもうちょっと早くてもいいと思うんだけど
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 16:24:59 ID：98a9d8699 返信

i7-6950Xを2011-v3につけて4GHz×10で40GHzパワー！
いつもの2倍のHTが加わり、40GHz×2の80GHzパワー！
そして、いつもの3倍のGTX1080を加えれば、81.607GHz×3waySLIの
バッファローマン！お前をうわまわる245GHzだーっ！！
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 18:43:46 ID：7381c6b0a 返信

sandyから5年かぁ。いつもは2,3年で買い換えてたけどこんなにもつとは思わなんだ。
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 19:14:28 ID：d921289a7 返信

微細化が無理ならでかくすればいいんじゃね？
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/17(水) 23:37:32 ID：920071a19 返信

2012年にCPUは終わった
去年ARM終わった
来年はGPU

※14　それやったのがLGA1336とLGA2011ですよ
名前:名無しの自作er 投稿日：2016/08/18(木) 14:17:17 ID：abc189196 返信

32nmのSandyからそんなに性能変わってない気もする