ห้าสิบปีกฎของมัวร์

เมื่อเดือนเมษายน พ.ศ. 2508 หรือเมื่อ 50 ปีที่แล้ว นายกอร์ดอน มัวร์ ผู้ร่วมก่อตั้ง บริษัทอินเทล ผู้ผลิตชิปคอมพิวเตอร์รายใหญ่ของประเทศสหรัฐอเมริกา ได้คาดการณ์ถึงความสามารถของการสร้างทรานซิสเตอร์ที่เป็นชิ้นส่วนหลักในการสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของหน่วยประมวลผล หน่วยความจำ และส่วนประกอบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ ว่าจะทำให้มีขนาดเล็กลง ทำให้สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ในชิปคอมพิวเตอร์ได้ในจำนวนที่มากขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆ ปีจากปี พ.ศ.2508 ถึง 2518 ผู้ผลิตชิปคอมพิวเตอร์สามารถเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ที่บรรจุในชิปได้ตามการคาดการณ์ของมัวร์ทุกปี ถึงแม้จะชะลอตัวลงเป็นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปีตั้งแต่ปี พ.ศ. 2518 จนถึงปี พ.ศ. 2551 รวมเวลากว่า 30 ปี (ซึ่งมัวร์ ได้ปรับคาดการณ์ของตนเอง ในปี พ.ศ.2518) ดูรูป การที่ทรานซิสเตอร์ซึ่งทำหน้าที่คล้ายสวิทช์ปิดเปิดให้กระแสไฟฟ้าผ่านมีขนาดเล็กลง จะทำให้การทำงานของสวิทช์และการส่งสัญญาณไฟฟ้าระหว่างทรานซิสเตอร์ทำได้รวดเร็วยิ่งขึ้น ผลที่ได้คือประสิทธิภาพที่สูงขึ้นของหน่วยประมวลผล หน่วยความจำ และส่วนประกอบต่าง ๆ ของคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะสังเกตได้จากการเพิ่มขึ้นของความเร็ว Clock ของหน่วยประมวลผล และขนาดของหน่วยความจำ

การคาดการณ์ของมัวร์ซึ่งต่อมาได้รับการขนานนามเป็นกฎของมัวร์เนื่องจากมีความแม่นยำ ต่อเนื่องเป็นเวลาหลายสิบปี ซึ่งมัวร์เองยังรู้สึกประหลาดใจกับความแม่นยำดังกล่าว การพัฒนาขีดความสามารถของการผลิตชิปคอมพิวเตอร์แบบทวีคูณตามกฎของมัวร์นี้ ส่วนหนึ่งอาจเกิดการแข่งขันของผู้ผลิตด้วยกันเอง แต่ถ้าปราศจากเป้าหมายที่กำหนดโดยกฎของมัวร์ การพัฒนาชิปคอมพิวเตอร์อาจทำได้ล่าช้ากว่านี้ ทำให้ปัจจุบันเราอาจไม่มีชิปคอมพิวเตอร์ที่สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์ได้หลายหมื่นล้านตัว ไม่มีหน่วยประมวลผลที่มีประสิทธิภาพสูง ไม่มีมือถือหรือสมาร์ทโฟนที่มีขนาดบางเฉียบ ไม่มี Memory Stick หรือ Flash Drive ที่มีขนาดเล็กแต่บรรจุข้อมูลได้จำนวนมาก หรือความฝันที่จะเห็นอุปกรณ์และเครื่องใช้ภายในบ้านที่สามารถเชื่อมต่อและส่งข้อมูลผ่านทางอินเทอร์เน็ต (Internet of Things) อาจเกิดขึ้นไม่ได้ในอนาคตอันใกล้

อย่างไรก็ดี ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2551 การเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ที่บรรจุในชิปคอมพิวเตอร์มีการชะลอตัวจากเป้าหมายของมัวร์อย่างชัดเจน จะสังเกตได้ว่าในระยะหลังความเร็ว Clock ของหน่วยประมวลผลไม่ค่อยเพิ่มขึ้นเหมือนเมื่อสิบปีก่อน สาเหตุหลักก็คือเมื่อทรานซิสเตอร์มีขนาดเล็กลงมากทำให้เกิดการลัดวงจรในทรานซิสเตอร์ การปิดเปิดของสวิทช์จึงทำได้ไม่สมบูรณ์ วิธีแก้ไขวิธีหนึ่งคือการลดระดับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับทรานซิสเตอร์เพื่อลดการลัดวงจร ปัญหานี้ยังคงเป็นปัญหาที่ท้าทายที่รอการแก้ไขถ้าหากยังคงต้องการเพิ่มจำนวนทรานซิสเตอร์ที่บรรจุในชิปต่อไป

ข้อคิดที่เราอาจสรุปได้จากปรากฎการณ์ของกฎของมัวร์ก็คือ การทำงานที่จะประสพผลสำเร็จอย่างยอดเยี่ยมได้ จะต้องมีการกำหนดเป้าหมายที่มีความท้าทาย จะต้องมีการแข่งขันและการมุ่งมั่นพยายามให้บรรลุเป้าหมายนั้นอย่างไม่ย่อท้อ