摩爾定律最早由英特爾聯合創始人 Gordon Moore 提出，內容是：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件數量約每隔 18-24 個月就會增加一倍，性能也將提升一倍。后面 Moore 修正了模型，變為：單位面積芯片上的晶體管數量每兩年能實現翻番。

　　誰也想不到，這個 1971 年提出的定律，竟能支配計算領域長達 44 年的時間。直到今天，英特爾官方宣布，放棄過去十年堅持的 Tick-Tock 處理器發展模式，通過延長制造工藝的生命周期，將之前的處理器研發周期從“兩步”變成“三步”：

　　制程工藝（PROCESS）

　　架構更新（ARCHITECTURE）

　　優化（OPTIMIZATION）。

　　英特爾 CEO Brian Krzanich 表示，“我們的更新周期已經從 2 年延長到了 2 年半。”

　　這意味著對于英特爾而言，摩爾定律已經失效。

　　摩爾定律的失效，并不出乎人們的意料。微軟研究院的副總裁 Peter Lee 曾經開玩笑說：“預測摩爾定律將會失效的人數，每 2 年都會翻上一番。”而在英特爾官方宣布放棄追求摩爾定律曲線的時候，這一天也就到來了。

　　摩爾定律對整個計算產業有著舉足輕重的影響。我們最為關心的是，在摩爾定律之后，計算領域會發生什么改變？答案就在以下十大方向，包括：

　　1、從根本上改變芯片的設計：包括 3D 維度的芯片設計、周圍柵極、量子隧穿效應等。

　　2、尋找硅材料的替代品：包括硅 - 鍺（SiGe）、合金隧道、III-V 材料設計、石墨烯、自旋晶體管等。

　　3、從現有晶體管尋找出路：多核芯片、特制芯片、新品種芯片。

　　4、計算框架的變革：量子計算框架、光通信、量子阱晶體管、神經形態計算、近似計算。

　　摩爾定律的黃昏將帶來機遇、混亂和大量的摧毀性創意。一個原本依賴于大量設備穩步升級的行業將被撕碎。那么計算的未來，究竟會怎樣發展？

　　摩爾定律背后的物理瓶頸

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　　摩爾定律并不是一套“物理定律”，而是大公司定義的經濟規則。在以英特爾為首的芯片公司定義了一套游戲規則，要在兩年的時間里把晶體管數量增加一倍，同時成本減少一半。

　　過去這套經濟規則并沒有違反物理定律。研究人員發現，當晶體管在體積變小時，性能也會變得更好：

　　體積較小的晶體管在開啟關閉時需要的能量更少、速度也更快。這意味著你可以使用更多更快的晶體管，而無需付出更多能量或產生更多廢熱，因此芯片可以在越做越大的同時、性能也越來越好。

　　能做到這一點的公司獲得了成功，而做不到的則逐漸被歷史淘汰。但當晶體管尺度變小到小型化的極限“原子尺寸”的時候，事情變得和人們期待的有所不同。

　　在這種原子尺寸下，現代晶體管的源極和漏極非常接近，大約是 20 納米的量級。這會引起隧道泄露，剩余電流能夠在裝置關閉的時候通過，浪費了電量和產生不必要的熱量。

　　從這個來源產生的熱量會導致嚴重的問題。許多現代芯片都必須低于最高的速度運行，或者周期性的關閉部分開關以避免過熱，這限制了它們的性能表現。