Legge di Moore

Legge di Moore

Nel 1965 Gordon Moore, giovane chimico, direttore del centro di ricerca e sviluppo della Fairchild Semiconductor, uno dei fondatori di INTEL e dei pionieri della microelettronica, cercando di immaginare il futuro del settore industriale delle nuove tecnologie dei circuiti integrati ha formulato la legge secondo cui “il numero di transistor, delle resistenze e dei condensatori nei circuiti integrati (indice della potenza del circuito integrato) raddoppia ogni 18 mesi, mentre il costo scenderebbe nello stesso periodo del 50%”. 

La legge di Moore è una legge empirica che, a partire dall’inizio degli anni Settanta, descrive lo sviluppo della microelettronica, mediante una funzione di tipo esponenziale: ogni 18 mesi, i circuiti integrati (dal 1970 anche i microprocessori), che fossero americani, giapponesi o europei, seguivano la legge di Moore. 

Un circuito integrato è un circuito elettronico miniaturizzato che permette, sfruttando le proprietà dei transistor, di elaborare segnali elettrici e, maggiore è il numero dei transistor, migliore sarà la prestazione del dispositivo. Moore, da chimico, aveva capito che i transistor, sfruttando le proprietà del silicio, potevano essere prodotti sempre con dimensioni dimezzate rispetto alla generazione precedente. Questo permetteva di farne stare il doppio nella stessa dimensione, aumentando le prestazioni dei vari circuiti proposti sul mercato ogni 18 mesi. La miniaturizzazione era il problema centrale della sua politica industriale. 

Se si rappresenta la legge di Moore su scala semilogaritmica riportando sulle ascisse il tempo (misurato in anni) in scala lineare e sull’asse delle ordinate il numero di transistor in scala logaritmica si ottiene una retta con coefficiente angolare proporzionale al periodo di raddoppio del numero dei transistor.

Nel 1997 l’Intel lanciò sul mercato il Pentium II, avente 7,5 milioni di transistor. Se si considera come numero di transistor iniziali quelli del pentium ll e, supponendo che il numero di transistor raddoppi ogni 18 mesi, si ha la funzione

che consente di stimare secondo la legge di Moore il numero di transistor dopo x mesi dal suo lancio. Si ha

• f(18) = 15 milioni di transistori stimati dalla legge di Moore
• f(36) = 30 milioni di transistori stimati dalla legge di Moore
• f(42) = 37,8 milioni di transistor stimati dalla legge di Moore

Dopo 42 mesi dal lancio de Pentium II, nel 2000 l’Intel lanciò sul mercato il Pentium 4, avente 42 milioni di transistor. Come si può notare, in questo caso, la legge di Moore ha stimato una crescita addirittura inferiore rispetto a ciò che è effettivamente avvenuto.

Oggi i singoli transistor dentro ai circuiti integrati in silicio hanno le dimensioni dei nanometri, dimensione sotto la quale i fenomeni che governano la fisica della materia passano da un comportamento classico ad uno quantistico e probabilistico. Quindi la capacità predittiva della legge di Moore è stata in qualche modo sostituita da un piano di sviluppo (ITRS, International technology roadmap for semiconductors) che indica tutte le principali caratteristiche dei dispositivi del futuro, con previsioni di medio e lungo periodo (8 e 15 anni) aggiornate ogni 2 anni e con lievi revisioni annuali.