miniatura|Dades històriques i llei de Moore. L'anomenada Llei de Moore és l'observació que el nombre de transistors en un circuit integrat dens (IC en l'acrònim anglès) es duplica aproximadament cada dos anys. La Llei de Moore és una observació i projecció d'una tendència històrica. Més que una llei de la física, és una relació empírica vinculada a l'adquisició d'experiència en la producció de transistors, i als seus costos de producció.
L'observació porta el nom de Gordon Earle Moore, el cofundador de Fairchild Semiconductor i Intel (i antic conseller delegat d'aquesta última). En un escrit publicat el 19 d'abril de 1965, Moore va plantejar la duplicació anual del nombre de components per circuit integrat i va projectar aquesta taxa exponencial predient que serà d'aplicació almenys durant una dècada més. El 1975, de cara a la següent dècada, va revisar la previsió ajustant-la cada dos anys, que suposa una taxa de creixement anual composta (CAGR en l'acrònim anglès) del 41%. Tot i que Moore no va utilitzar proves empíriques per pronosticar que la tendència històrica continuaria, la seva predicció s'ha mantingut des del 1975 i des de llavors s'ha conegut com una "llei".
La predicció de Moore s'ha fet servir a la indústria dels semiconductors per guiar la planificació a llarg termini i per establir objectius per a la investigació i desenvolupament, funcionant així fins a cert punt com una profecia autocomplerta. Avenços en l'electrònica digital, com ara la reducció dels preus de l'ajustat per la qualitat del microprocessador, l'augment de la capacitat de memòria (memòria d'accés aleatori i flash), la millora dels sensors digitals, i fins i tot el nombre i la mida dels píxels a les càmeres digitals, estan fortament relacionats a la llei de Moore. Aquests canvis en curs en l'electrònica digital han estat una força impulsora del canvi tecnològic i social, la productivitat i el creixement econòmic.
Els experts del sector no han arribat a un consens sobre quan exactament deixarà d'aplicar-se la llei de Moore. Els arquitectes de microprocessadors informen que l'avenç dels semiconductors s'ha alentit a tota la indústria des del 2010, lleugerament per sota del ritme previst per la llei de Moore. El setembre de 2022, el CEO de Nvidia Jensen Huang va considerar morta la llei de Moore,Witkowski, Wallace (22 setembre, 2022). "'Moore's Law's dead,' Nvidia CEO Jensen Huang says in justifying gaming-card price hike". MarketWatch. Accedit 23 setembre, 2022. mentre que el CEO d'Intel Pat Gelsinger era de la visió contrària.Machkovech, Sam (27 setembre, 2022). "Intel: 'Moore's law is not dead' as Arc A770 GPU is priced at $329". Ars Technica. Accedit 28 setembre, 2022.
Origen El text de Moore explica que:
“The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year. Certainly over the short term this rate can be expected to continue, if not to increase. Over the longer term, the rate of increase is a bit more uncertain, although there is no reason to believe it will not remain nearly constant for at least 10 years.”
(“ La complexitat dels costos mínims dels components ha augmentat a un ritme d'aproximadament un factor de dos per any. Sens dubte, a curt termini, es pot esperar que aquesta taxa continuï, si no que augmenti. A llarg termini, el ritme d'augment és una mica més incert, tot i que no hi ha motius per creure que no es mantindrà gairebé constant durant almenys 10 anys.”)
Per tant, es tracta d'una observació que lliga la capacitat d'incloure components amb el cost de fer-ho.
Extrapolacions A vegades s'anomena així a la duplicació dels transistors cada 18 mesos, però aquesta confusió és deguda per la predicció que va fer l'executiu d'Intel David House, la qual diu que el rendiment dels xips es doblaria cada 18 mesos, no només per la duplicació dels transistors sinó també per la millora de velocitat dels transistors utilitzats.
Des que va aparèixer la Llei de Moore, s'ha pogut comprovar la seva veracitat i ha sigut utilitzada per la indústria dels semiconductors amb la finalitat de millorar tant els seus plans d'empresa com els seus objectius d'investigació i desenvolupament.
Molts dels avanços en la tecnologia digital en l'ús domèstic s'han vinculat a la Llei de Moore, la qual ha fet possible l'ajustament acurat dels preus dels microprocessadors any rere any. A mesura que la tecnologia millora ajustant-se a la predicció nomenada per Moore, la tecnologia inventada queda obsoleta cada dos anys i, per tant, el seu preu disminueix dràsticament respecte al preu de llançament. Això implica un creixement enorme no només en l'àmbit tecnològic, d'investigació i de productivitat, sinó també un creixement econòmic i un canvi social important.
Tot i que la taxa es va mantenir constant des del 1975 fins al voltant del 2012, la taxa va ser més ràpida durant la primera dècada. En general, és il·lògic extrapolar aquesta taxa de creixement històrica al futur indefinit. Per exemple, l'actualització feta l'any 2010 per la International Technology Roadmap for Semiconductors va predir que el creixement es reduiria sobre l'any 2013, i al 2015 el mateix Gordon Moore va preveure que la taxa arribaria a la seva saturació "veig la llei de Moore acabar en la pròxima dècada més o menys."
Intel va declarar l'any 2015 que el ritme d'avanç es va desaccelerar, començant per l'amplada de 22nm al voltant del 2012 i continuant als 14nm. Brian Krzanich, exdirector general d'Intel, va anunciar: "la nostra cadència actual és més propera als dos anys i mig que als dos." Intel també va afirmar al 2017 que l'hiperescalament (hyperscalling) podria fer continuar la tendència de la llei de Moore i compensar la cadència més gran fent "scalling" en comptes de realitzar la duplicació de transistors. Krzanich va citar la revisió de Moore de 1975 com un precedent de la desacceleració actual, que resulta dels reptes tècnics i és "una part natural de la història de la llei de Moore".
Actualment s'aplica a ordinadors personals. No obstant això, quan es va formular no existien els processadors, inventats el 1971, ni els ordinadors personals, popularitzats en els anys 80. En el moment d'escriure l'article que va originar la seva llei, Moore era director dels laboratoris de Fairchild Semiconductor. Més tard, a l'estiu de 1968, va crear Intel juntament amb Robert Noyce, un dels seus companys en ambdues empreses.
Història Abans que Gordon Moore escrigués sobre la que ara coneixem com a Llei de Moore, ja s'havia plantejat una idea similar. L'any 1959, Douglas C. Engelbart es va adonar que els circuits electrònics haurien de ser cada cop més petits i, per tant, la densitat de transistors augmentaria. Aquest mateix any, Douglas C. Engelbart va publicar un document anomenat “Microelectronics and the Art of Similitude”, i l'any 1960 va explicar les seves idees en la Conferència Internacional de Circuits en Philadelphia, on Gordon Moore també va assistir.
L'any 1965, la revista Electronics va demanar a Gordon Moore una predicció de com seria la indústria dels components semiconductors en els pròxims deu anys. Com a resposta, Gordon Moore va publicar l'article anomenat “Cramming more components onto integrated circuits”. Segons el Senyor Moore, deu anys després, l'any 1975, seria possible tenir 65.000 components en un sol semiconductor.
A la trobada de l'IEEE International Electron Devices de l'any 1975, Moore va revisar la taxa de previsió. La complexitat dels semiconductors continuaria duplicant-se anualment fins al voltant de 1980, on després es reduiria a una taxa de duplicació aproximadament de cada dos anys. Ell va mostrar diversos factors que contribuirien a aquest comportament exponencial:
Les mides dels motlles augmentaven a un ritme exponencial i, a mesura que disminuïen les densitats defectuoses, els fabricants de xips podien treballar amb àrees més grans sense perdre rèdit; evolució simultània a unes dimensions mínimes més fines;
i el que Moore va anomenar "intel·ligència de circuit i dispositiu".
Poc després de 1975, el professor de Caltech, Carver Mead, va popularitzar el terme "llei de Moore".
Malgrat una concepció errònia popular, Moore considera que no va predir una duplicació "cada 18 mesos". Més aviat, David House, un col·lega d'Intel, tenia en compte l'augment del rendiment dels transistors per concloure que els circuits integrats es duplicarien en els seus resultats cada 18 mesos.
Segona llei de Moore Mentre el cost de la potència informàtica per al consumidor disminueix, el cost perquè els productors compleixin la llei de Moore segueix una tendència oposada: els costos d'investigació i desenvolupament, fabricació i proves han augmentat constantment amb cada nova generació de xips. L'augment dels costos de fabricació és una consideració important per al manteniment de la llei de Moore. Això va portar a la formulació de la segona llei de Moore, també anomenada llei de Rock, que explica com el cost del capital d'una fàbrica de semiconductors també augmenta de manera exponencial al llarg del temps.
Aplicació "A Intel vam treballar intensament per assegurar-nos que la Llei de Moore continuï guiant a la nostra indústria en el futur. Ja hem visualitzat els pròxims 10 a 15 anys d'avenços en els nostres laboratoris d'investigació", va observar Craig Barrett, executiu en cap de Intel Corporation. "Anticipem no només avanços continus en els sectors tradicionals de la computació i les comunicacions, sinó que també veiem un futur en el qual la tecnologia dels semiconductors revolucionarà la indústria de l'atenció a la salut, la forma que eduquem als nostres fills, la forma de protegir-nos a nosaltres mateixos i a l'ambient, i el maneig de la nostra vida quotidiana en un món més complex. Els xips de silici (que el ritme de la Llei de Moore fa cada vegada més poderosos) continuaran oferint aquests recursos en un futur a persones de tot el món a un cost cada vegada més baix".
Què és la Llei de Moore? El 19 d'abril de 1965, es va publicar un document elaborat per Gordon Moore en el qual ell anticipava que la complexitat dels circuits integrats es duplicaria cada any amb una reducció de cost molt important. Coneguda com la Llei de Moore. La llei de Moore és una observació o predicció, no una llei física o natural. La seva predicció ha fet possible la proliferació de la tecnologia en tot el món, i avui s'ha convertit en el motor del ràpid canvi tecnològic. Moore va actualitzar la seva predicció en 1975 per a assenyalar que el nombre de transistors en un xip es duplica cada dos anys i això es continua complint avui. A més de projectar com augmenta la complexitat dels xips (mesura per transistors continguts en un xip de computador), la Llei de Moore suggereix també una disminució dels costos. A mesura que els components i els ingredients de les plataformes amb base de silici creixen en compliment es tornen exponencialment més econòmics de produir i, per tant, més abundants, potents i transparentment integrats en les nostres vides diàries. Els microprocessadors d'avui es troben a tot arreu, des de joguines fins a semàfors per al trànsit. Una targeta de felicitació musical que costa uns quants euros avui, té més poder de còmput que els mainframes més ràpids de fa unes dècades.
Principals factors habilitadors miniatura|588x588px|La tendència d'escalat de la memòria flash NAND permet duplicar els components fabricats a la mateixa zona d'obleas en menys de 18 mesos. Nombroses innovacions de científics i enginyers han sostingut la llei de Moore des del començament de l'era del circuit integrat (IC). Algunes de les innovacions clau es detallen a continuació, com a exemples d'avanços que tenen una tecnologia de circuit integrat avançada en més de set ordres de magnitud en menys de cinc dècades: