인쇄 회로 기판, 집적회로/ 50년 넘게 유지된 무어의 법칙

긋모닝~ 아침에 일어나서 인스타를 보니 다비치 강민경이 진짜 피곤할때 하는게 있다고해서 봤는데

일어나서 "아~ 하나도 안피곤하다!" , "아우 개운하다!" 이런식으로 말을 내뱉는다고 한다!

효과는 엄청났다. " 아우 하나도 안피곤하다! 상쾌하다.!"

 

004, 가로세로 1cm 프로세서 칩

 

책 I-7의 1998년경 회로기판은 더 복잡하다 / 인쇄 회로 기판 뒷면의 버스들

  데스크톱 PC의 회로기판이다. 프로세서와 메모리 같은 부품은 기판에 장착되거나 꽂혀 있으며,

회로 기판 반대쪽에 인쇄된 전선으로 연결된다. 나란히 인쇄된 전선들이 바로 다양한 종류의 버스다.

컴퓨터의 전자 회로는 몇 가지 기본 소자가 매우 많이 모여 만들어진다.

 

가장 중요한 기본 소자로는 논리게이트 (logic gate)를 들 수 있다.

: 한 개나 두 개의 입력 값을 바탕으로 단일 출력 값을 계산해 낸다.

또한 전압이나 전류 같은 입력 신호를 이용하여 전압이나 전류인 출력 신호를 제어한다.

 

회로 소자에서 가장 핵심적인 부분은 트랜지스터다 (Transister) 다.

: 기본적으로 스위치(전압의 제어를 받아 전류를 켜거나 끄는 장치) 역할을 한다.

이 간단한 원리를 이용하면 아무리 복잡한 시스템이라도 구성할 수 있다.

 

논리게이트는 집적회로(IC, Intergrated Circuits) 상에서 만들어진다.

책 참고사진은 뒷면을 보여 주는듯 하다

: 흔히 칩 (chip) 또는 마이크로칩 (microchip) 이라고 한다

모든 소자와 배선이 단일 평면 (얇은 실리콘 판위에) 들어가 있는데, 이는 개별 부품과 재래식 전선이 없는 회로를

만들기 위해 일련의 복잡한 광학적, 화학적 공정을 거쳐 제조된 것이다.

따라서 개별 부품으로 만들어진 회로보다 훨씬 작고 견고하다. 칩은 지름이 약 12인치인 원형 웨이퍼상에서 한꺼번에

제조된다. 웨이퍼는 잘려서 각 칩으로 나뉘고, 칩은 하나씩 패키징된다. 가로세로 길이가 각각 1cm 정도다.

 

  집적회로가 실리콘(규소) 기반으로 만들어진다는 점에 착안해서 집적회로 사업이 처음으로 시작된 캘리포니아

샌프란시스코 남부 지역에 실리콘밸리(Silicon Valley)라는 별명이 붙었다. 이제 실리콘밸리는 그 지역에 있는 모든 첨단 기술 회사를 일컫는 약칭이며, 뉴욕 실리콘앨리, 영국 케임브리지 실리콘펜 같은 수십곳의 추종 지역을 탄생시켰다.

 

  기술적으로 디지털 전자 장치의 핵심 요소이기는 하지만, 다른 기술도 함께 사용된다. 디스크에는 자기 저장 기술,

CD와 DVD에는 레이저, 네트워킹에는 광섬유가 사용된다. 이들 모두가 지난 50~60년 동안 크기, 용량, 비용 면에서

극적으로 개선됐다.

 

 

005, 50년 넘게 유지된 무어의 법칙

 

  훗날 인텔을 공동 창립하고 오랫동안 최고 경영자로 재임한 고든 무어(Gordon Moore)는

1965년에 <집적회로에 더 많은 부품 집어 넣기>라는 제목의 짧은 글을 게재했다.

무어는 매우 적은 데이터 포인트를 기반으로 추정하면서, 기술이 향상됨에 따라 일정한 크기의 집적회로에

들어갈 수 있는 트랜지스터의 수가 매년 대략 두배가 된다고 관측했다.

 

무어의 법칙(Moore's Law)이라고 부르는 기하급수적인 증가 양상은 거의 60년 동안 계속 진행됐고, 이제 직접회로에는 1965년에 비해 100만 배가 훨씬 넘는 트랜지스터가 들어 있다.

회로의 규모를 특징짓는 대표적인 척도로는 집적회로의 배선 폭, 즉 회로 선폭이 사용된다. 

(반도체 업계에서는 이를 피처 크기(feature size)라고도 한다.) 이 수치는 오랫동안 꾸준히 줄어들어 왔다.

 

 

비교하자면, 종이 한 장이나 사람의 머리카락의 두께는 약 100마이크로 미터 또는 10분의 1밀리미터이다.

 

  무어의 법칙은 자연의 법칙이 아니라 반도체 산업에서 목표를 설정하기 위한 가이드라인이다.

미래 어떤 시점에는 더 이상 이 법칙이 적용되지 않을 것이다.

과거에도 무어의 법칙이 한계에 부딪힐 거라는 예측이 자주 나왔지만, 아직까지는 다양한 기술 연구를 통해 계속

한계를 극복해 왔다. 프로세서 속도는 예전만큼 빨리 증가하지는 않으며, 더 이상 2년마다 두 배가 되지는 않는다.

한 가지 이유는 칩이 너무 빨라져 열을 너무 많이 발생시키기 때문이다. 하지만 메모리 용량은 여전히 증가하고 있다. 

듀얼 코어를 사용하며 개별 코어의 실행 속도가 빨라진다기보다는 장착 가능한 코어의 개수가 늘면서 성능이 향상된다고 볼 수 있다.

 

1981년 최초 IBM PC와 오늘날 PC 비교