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무어의 법칙이라는 것이 무엇인가요?

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.1965년 페어차일드(Fairchild)의 연구원으로 있던 고든 무어(Gordon Moore)가 마이크로칩의 용량이 매 18개월마다 2배가 될 것으로 예측하며 만든 법칙으로, 1975년 24개월로 수정되었다. 마이크로칩 기술의 발전속도에 관한 것으로 마이크로칩에 저장할 수 있는 데이터의 양이 24개월마다 2배씩 증가한다는 법칙이다. '인터넷은 적은 노력으로도 커다란 결과를 얻을 수 있다'는 메트칼프의 법칙, '조직은 계속적으로 거래 비용이 적게 드는 쪽으로 변화한다'는 가치사슬을 지배하는 법칙과 함께 인터넷 경제3원칙으로 불린다. 또한 컴퓨터의 성능은 거의 5년마다 10배, 10년마다 100배씩 개선된다는 내용도 포함된다. 이 법칙은 컴퓨터의 처리속도와 메모리의 양이 2배로 증가하고, 비용은 상대적으로 떨어지는 효과를 가져왔다.디지털혁명 이후 1990년대 말 미국의 컴퓨터 관련 기업들은 정보기술(IT)에 막대한 비용을 투자하고, 무어의 법칙에 따라 개발 로드맵을 세웠다. 1997년 9월 인텔이 발표한 2비트 플래시메모리와 기존 알루미늄을 구리로 대체한 새로운 회로칩에 관한 IBM의 발표 등은 이 법칙을 증명하기도 했다.그러나 2010년대 모바일 컴퓨팅 시대로 접어들면서작은 기판에 더 많은 회로를 넣다보니 발열 등의 문제가 생기고, 칩은 갈수록 작아지는데 트랜지스터 수가늘다보니 제작비용이 크게 증가하는 등의 문제가 생겼다. 이 때문에 관련 기업들이 무어의 법칙을 개발로드맵에서 제외할 계획을 세웠다.무어 법칙과 칩 성능의 한계[출처 : Industry Standard : 2001년 04월 11일] 칩 제작자들은 오랫동안 무어의 법칙에 의해 요구되는 성능 향상의 벽을 고민했다. 이제 무어의 법칙은 물리적 한계에 도달했고, 여러 칩 제작사는 2010년 이후에도 이 법칙에 따라 계속해서 칩의 성능을 향상시킬 수 있는 새로운 기술을 개발할 것이다. 무어의 법칙은 18개월부터 24개월마다 칩의 성능은 두 배로 증가한다는 것이다. 성능 향상의 주요 요인은 기술자들이 동일 면적의 실리콘에 두 배의 서킷을 심어넣을 수 있기 때문이다. 이 법칙은 인텔사 설립자 중 한 사람인 고든 무어(Gordon Moore)의 이름을 따서 1965년에 명칭이 붙여졌다. 그러나 지난 36년간 꾸준히 지속되어 온 무어의 법칙은 앞으로 몇년 안에 물리학의 근본 원리와 상충하는 어려움 때문에 지켜지지 않을지도 모른다. 따라서 칩을 제작하는 대형 기업들 사이에서는 끊임없는 기술 혁신이 아니고서는 무어의 법칙이 더 이상 유효하지 않은 세기에서는 생존이 어려울 수도 있다는 위기감이 감돌고 있다. 칩 판매량의 증가는 해당 칩 제작사가 얼마나 꾸준히 칩 성능을 향상시킬 수 있는가에 달려 있기 때문이다. 지금까지는 칩 성능의 비약적인 발달로 인해 어제의 슈퍼컴퓨터가 오늘의 데스크톱 컴퓨터로 변하는 일이 계속됐다. 이러한 놀라운 발전 뒤에는 석판 인쇄(lithography)라고 불리는, 빛을 이용해 실리콘에 서킷을 새기는 기술이 숨어 있다. 그러나 이제 석판 인쇄 기술은 2007년경부터 물리적 한계에 도달하리라는 것이라는 전문가들의 예측이 나오고 있다. 지난 수요일에 인텔사 등 유수의 칩 제작사들은 콘소시엄을 구성, 무어의 법칙 지속을 위한 기술 개발에 뛰어들었다. 이 콘소시엄은 레이건 정부 시절부터 추진된 스타워즈 미사일 방어 계획에서 개발된 레이저 기술을 이용하고, 허블 망원경과 같이 천문 관찰을 위하여 개발된 거울을 사용하여 새로운 기법의 칩 제작 기술을 개발하기로 했다. 이 기술이 완성되면 현재보다 열배 이상 성능이 빠른 칩을 제작할 수 있게 된다. 실제로 이러한 기술 혁신이 없이는 반도체 산업은 종착역에 도달할지도 모른다는 것이 콘설팅 회사인 인사이트 64(Insight 64)의 설립자 네이선 브룩우드(Nathan Brookwood)의 분석이다. 인텔, AMD, 모토로라와 같은 반도체 회사는 1997년부터 이 계획에 계속 투자했다. 마이크론이나 인피니온 역시 뒤늦게 뛰어들었고, IBM사는 작년부터 기술 개발을 시작했다. 브룩우드는 무어의 법칙에 따라 칩 성능을 향상시키는 것은 엄청난 양의 노력을 요구한다고 밝혔다. 그러나 그 대가가 매우 큰 것이 사실이기에 경쟁 또한 치열하다. IBM과 니콘(Nikon)이 각각 이 분야 연구에 몰두하고 있고, 이들의 연구는 실리콘에 서킷을 인쇄할 때 빛이 아닌 전자의 흐름을 사용하는 것을 목표로 하고 있다. 인텔의 대변인 매니 바라(Manny Vara)는 인텔사는 최소한 2010년까지는 무어의 법칙을 지속시키는 성능 향상을 이루는데 자신하고 있다고 밝혔다

학문 / 물리

23.05.18

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