Hukum Moore : “Kiblat” Industri Mikroprosesor

Gordon Moore

”With unit cost falling as the number of components per circuit rises, by 1975 economics may dictate squeezing as many as 65,000 components on a single silicon chip”

Kalimat diatas mengawali paper fenomenal yang ditulis oleh Gordon E. Moore, dikenal sebagai pencipta ’Hukum Moore’ yang menjadi kiblat kompetisi fabrikasi chip silikon di era mikroelektronika modern. Paper yang ditulis pada tahun 1965 tersebut lah yang tidak lain dan tidak bukan menjadi inspirasi bagi pada stakeholder bidang semikonduktor untuk berkompetisi dalam risetnya untuk memperkecil ukuran transistor dalam rangka memenuhi tren yang disitasi pada Hukum Moore. Hukum Moore sendiri didefinisikan bahwa ”kompleksitas sebuah mikroprosesor akan meningkat dua kali lipat tiap 18 bulan sekali”.

Gordon Moore

Walaupun demikian, pada paper nya, Moore tidak menyebutkan sama sekali mengenai istilah ”Hukum Moore”. Istilah ”Hukum Moore” sendiri dipopulerkan oleh seorang profesor dari Caltech yang bernama Carver Mead. Paper yang ditulis oleh Gordon E. Moore sendiri tidak didasari oleh dasar saintifik atau engineering, melainkan hanya refleksi dan proyeksi seperti apa masa depan daripada teknologi semikonduktor.

Dari 12 bulan, 24 bulan, hingga 18 bulan

Pada paper nya, Moore memberikan proyeksi nya mengenai jumlah komponen dalam suatu chip per fungsi ter integrasi. Pada proyeksi tersebut, Gordon E. Moore memproyeksikan bahwa jumlah komponen bertambah sebanyak dua kali lipat setiap 12 bulan. Proyeksi ini ditampilkan hingga tahun 1975, dan dapat dianggap akurat dengan kenyataan nya sampai beberapa dekade kedepan setelah paper tersebut dirilis.

Proyeksi Moore pada Paper nya

Namun, pada tahun 1975, Moore merevisi perkiraan nya pada IEEE International Electron Devices Meeting. Moore mengatakan bahwa kompleksitas devais akan terus bertambah dua kali lipat setiap tahunnya hingga tahun 1980, dimana laju pertambahannya akan berkurang hingga akhirnya bertambah dua kali lipat setiap dua tahunnya.

Angka bahwa jumlah komponen bertambah dua kali lipat setiap 18 bulan tidak pernah disitasikan oleh Moore sendiri. Angka tersebut muncul dari seorang karyawan Intel bernama David House yang memperhitungkan bahwa performa transistor terus meningkat, dan menyimpulkan bahwa angka 24 bulan terlalu lama untuk peningkatan jumlah transistor dan menyebutkan angka 18 bulan. Angka 18 bulan tersebut diterima secara luas oleh para industri yang berkompetisi dalam bidang semikonduktor.

Hukum yang mulai terhalang

Teknologi baru teris diciptakan dalam kompetisi untuk memenuhi Hukum Moore dalam industri mikroprosesor. Penciptaan teknologi seperti strained siliconhigh-k dielectric material, dan tri-gate transistor untuk pemenuhan Hukum Moore ini tidaklah tanpa kesulitan. Teknologi canggih seperti strained silicon dan tri-gate transistor membutuhkan waktu hingga lebih dari 10 tahun untuk produksinya. Fenomena fisika pada skala kuantum tidak dapat dihindari ketika transistor terus diperkecil hingga pada skala atomik. Sebagai contoh, prosesor komputer yang banyak beredar di pasaran pada tahun 2019 ini sudah menggunakan transistor dengan ukuran 14 nanometer, sedangkan jika suatu saat transistor mencapai ukuran 2 nanometer, maka transistor tersebut hanya akan memiliki lebar 10 buah atom silikon! Pada skala ini, fisika mulai bertingkah laku berbeda dengan fisika klasik yang dipelajari saat SMA, dan fenomena fisika yang berbeda ini dinamakan fisika kuantum.

Baca juga:

Terdapat juga hukum lain, bernama ”Hukum Rock” (Rock’s Law) atau kadang juga disebut ”Hukum Moore Kedua” (Moore’s Second Law) yang menyatakan bahwa biaya fabrikasi chip akan berlipat dua setiap 4 tahun. Teknologi dapat memberikan cara untuk terus meningkatkan jumlah elektron dalam 1 chip, namun aspek ekonomi tetap menjadi tantangan dimana harga dari teknologi tersebut tentunya tidak murah. Hal ini menjadi rintangan yang sangat berat dimana tujuan dari industri ini adalah pembuatan prosesor yang lebih kecil dan lebih murah.

Hukum Moore kini dan nanti

Setelah mengalami kesulitan yang telah tertulis sebelumnya, kini Hukum Moore tidak lagi menjadi kiblat tunggal dalam kompetisi industri mikroprosesor. Terdapat sebuah set dokumen dengan nama International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) yang disusun oleh para ahli dalam industri mikroprosesor yang berasal dari Amerika Serikat, Jepang, China, Korea Selatan dan Taiwan. Set dokumen ini berisi opini-opini terbaik dari para ahli dalam menentukan arah riset dalam industri mikroprosesor. Pada bulan April 2014, komite ITRS mengumumkan bahwa mereka akan mengatur ulang arah riset pada industri mikroprosesor agar tidak hanya berfokus pada mengecilkan ukuran transistor seperti pada Hukum Moore saja. Arah riset yang dinamakan “ITRS 2.0” ini mengatakan bahwa elemen lain akan ditambahkan dalam fokus industri mikroprosesor ini seperti integrasi sistem, konektivitas sistem luaran, integrasi pabrik, dan fokus-fokus lainnya.

Referensi:

  1. Moore, Gordon E. (1965-04-19). “Cramming more components onto integrated circuits”.
  2. Bellis, Mary. “Biography of Gordon Moore”. ThoughtCo, Jun. 13, 2018. Diakses pada 13 Oktober 2019.
  3. Bright, Peter. “Moore’s law really is dead this time”. Ars Technica. 2/11/2016. Diakses pada 13 Oktober 2019.
  4. P. Gargini, “The International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS): “Past, present and future”, GaAs IC Symposium. IEEE Gallium Arsenide Integrated Circuits Symposium. 22nd Annual Technical Digest 2000. (Cat. No.00CH37084), Seattle, WA, USA, 2000, pp. 3-5.
Fakhri Surya

Latest posts by Fakhri Surya (see all)

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *