مُعدل إنتاج الترانزيستورات قد وصل إلى مستوياتٍ فلكية!

في عام 2014، قامت الشركات والمصانع المسؤولة عن تصنيع الترانزيستورات بإنتاج ما يقارب 250 مليار مليار ترانزيستور، أي 250×10^18 ترانزيستور، وذلك ضمن الشرائح الحاسوبية والإلكترونية المختلفة التي تعتمد في بنيتها على الترانزيستورات.

تعني هذه الأرقام وبشكلٍ حرفي أن مستوى إنتاج الترانزيستورات عالمياً قد وصل إلى “مستوياتٍ فلكية”. لماذا؟ لأن الرقم السابق يعني أنه في كل ثانية من ثواني العام الماضي، كان يتم إنتاج 8 ترليون ترانزيستور جديد، وهذا الرقم أكبر من عدد النجوم الكلي في مجرة درب التبانة التي نعيش فيها، وهو أكبر من إجمالي عدد المجرات في الكون القابل للمشاهدة.

المزيد من الأرقام المذهلة: كمية الترانزيستورات التي تم إنتاجها في عام 2014، هي أكبر من كمية الترانزيستورات التي تم إنتاجها في كل السنوات السابقة حتى عام 2011، وذلك على الرغم من مشاكل الركود الاقتصادي، والتي لا يبدو أنها قد أثرت بالفعل على معدل وكمية إنتاج الترانزيستورات في الشرائح والدرات الحاسوبية والإلكترونية. لو أخذنا على سبيل المثال عام 2009 – وهو من أسوأ أعوام الركود الاقتصادي – فإن كمية إنتاج الترانزيستورات فيه كانت أكبر من المعدل التراكمي لكل السنوات وصولاً حتى عام 2007.

كافة هذه الأرقام والمؤشرات، لا تزال إلى اليوم تمثل بشكلٍ أو بآخر “قانون مور“، والذي ينص على تناقص حجم الشرائح الإلكترونية مع مضاعفة عدد الترانزيستورات في الشريحة، وذلك كل عامين (تقريباً). وخلال عقودٍ من التصنيع، ساهمت الابتكارات الجديدة وتقنيات التصغير بجعل الشرائح السليكونية قادرةً على إضافة المزيد والمزيد من الترانزيستورات وضمن نفس المساحة، والنتيجة كانت الحصول على معدل تناقص ثابت لكلفة تصنيع الترانزيستور الواحد، مع معدلٍ ثابت (تقريباً) لتناقص أبعاد الترانزيستور نفسه، ومعدلٍ ثابت (تقريباً) لعدد الترانزيستورات الكلي على الشريحة.

حتى الآن، يمكن القول أن قانون مور لا يزال فعالاً، ولا يزال مصنعي الشرائح والدارات الإلكترونية يستطيعون تقديم المزيد والمزيد من تكامل الترانزيستورات على الشرائح، وهذا يعني أنه لا يزال هنالك إمكانية الحصول على ابتكاراتٍ جديدة وأجهزة بأداء أفضلٍ وأقوى من ذي قبل

 .

ماذا يعني قانون مور في المعالجات؟

.

لعل العديد منا قد سمع بـ “قانون مور Moore’s Law” في تطور المعالجات…فما هو قانون مور؟

في عام 1965، أطلق المدير التنفيذي لشركة Intel غوردون مور Gordon Moore قانوناً شهيراً يتعلق بتطور المعالجات، و صناعة الدارات المتكاملة

فبعد اختراع تقنية الدارات المتكاملة، و إمكانية تدميج و مكاملة عدد كبير من الترانزستورات على الشريحة الواحدة، بدأت عجلة الصناعة التقنية بالتسارع بشكل كبير جداً، مما حدا بغوردون مور لإطلاق قانونه الشهير الذي ينص على:
” كل عامين، سيزداد عدد الترانزستورات على الدارات المتكاملة بمقدار الضعف، و ينقص حجمها بمقدار النصف” و لاحقاً ليصبح كل 18 شهر.

و نستطيع أن نلمس الموضوع بشكل جوهري بمراقبة بسيطة لتطور المعالجات الحاسوبية، التي تضاعف عدد ترانزستورها من حدود 32 ألف ترانزستور في الثمانينيات، إلى حدود المليون ترانزستور في التسعينيات، و حديثاً وصلت لحدود المليار ترانزستور، و ذلك في المعالجات الحديثة

من ناحية أخرى، فإننا نستطيع أيضاً ملاحظة صغر حجم الأجهزة الالكترونية بشكل متناسب مع زيادة إمكاناتها بشكل كبير، فالأجهزة الذكية اليوم، تمتلك إمكانيات معالجة و تخزين تساوي أو تفوق ما كانت تملكه الحواسيب المكتبية منذ 10 سنين! و السبب ببساطة هو قانون مور! أي تزايد عدد الترانزستورات على الشريحة بشكل متناسب مع نقصان حجمها، و اختراعات مثل الأجهزة المحمولة الذكية Smartphones و الحواسيب اللوحية Tablets لم تكن لتظهر للعلن بدون أن يكون قانون مور مطبقاً.

المشكلة التي تواجه هذا القانون اليوم، أن التقنيات التي نمتلكها قد بدأت تصل لحدودها الأعظمية، أي أن القدرة على زيادة عدد الترانزستورات على الشريحة المتكاملة من أجل رفع أدائها و فاعليتها، بدأ يصل لحدوده العظمى، مما يستدعي اللجوء لتقنيات أكثر حداثة، و أكثر قدرة على بناء ترانزستورات جديدة، بأبعاد أصغر، و بفاعلية أفضل، و ذلك لتلبية الحاجات البشرية المتزايدة، و التطور التقني المطلوب