Moorův zákon

Nejprve se podíváme na samotný Mooorův zákon, k jehož 40. jubileu tato výstava vznikla. Nejprve je třeba si říci, že nejde o žádný zákon ve smyslu například fyzikálních zákonů, ale že jde vlastně pouze o odhad a ten se překvapivě už tak dlouhou dobu naplňuje. Ještě bych se zastavil u samotného pojmenování po panu Moorovi. Je nesporné, že Gordon Moore byl první člověk, který si všimnul v roce 1965, že zhruba každý rok se v integrovaných obvodech zdvojnásobuje počet tranzistorů. Tehdy se vyráběly integrované obvody s třiceti tranzistory a v laboratořích se připravovala řešení s až šedesáti tranzistory. Chci tím naznačit, že kdyby si toho tehdy nevšiml pan Moore, určitě by si toho všiml někdo jiný o něco později a pak bychom tu neměli žádný „Moorův zákon“, i když by platnost tohoto tvrzení byla stejná.

Proto mi přijde, že současné vyzdvihování právě tohoto zákona je až neadekvátní, protože nejde o nic jiného, než pozorování a vyřčený předpoklad. Navíc, jak jste si už možná uvědomili, tak tento předpoklad dávno neplatí přesně tak, jak ho tehdy Gordon Moore vyjádřil. On tehdy očekával zdvojnásobení počtu tranzistorů každý rok. Na druhou stranu, tento vývoj odhadoval na zhruba deset let, což se téměř vyplnilo, protože během této doby došlo k celkem devíti zdvojnásobení. V roce 1975 ale už bylo jasné, že takto rychle nebude možné postupovat a tak toto tvrzení bylo upraveno, že se počet tranzistorů zdvojnásobí každé dva roky. V této podobě už toto tvrzení (zhruba) platí až do dnešní doby, tedy třicet let. Současně s tím se objevilo i ono tvrzení, že výkon se zdvojnásobí každých 18 až 24 měsíců, což nakonec neplatí pouze pro samotné procesory, ale používalo se to například i pro kapacitu pevných disků, pamětí atd.

Intel samořejmě vyzdvihuje tento zákon, jelikož Gordon Moore je jeden ze zakladatelů této společnosti. Je třeba si však připomenout, že zatímco tento zákon byl vyřčen v roce 1965, tak samotná firma Intel byla založena v roce 1968. Taktéž toto tvrzení se zpočátku nevztahovalo k procesorům, protože první mikroprocesor vzniknul až v roce 1971. Byl to samozřejmě legendární 4004 od Intelu, ale ten si ukážeme až za chvíli, jelikož je samořejmě na výstavě také přítomen.

Je celkem pochopitelné, že za oněch 40 let od vyřčení Moorova zákona došlo k obrovskému nárůstu počtu tranzistorů, které se ročně vyrobí. Sám Gordon Moore kdysi použil příměr, že ještě během jeho života se ročně vyrobí více tranzistorů, než kolik je mravenců na světě. Už v roce 2003 se odhadovalo, že počet vyrobených tranzistorů za rok překračuje počet mravenců zhruba stonásobně, šlo o 10¹⁸ tranzistorů. Přitom jak se zvyšoval objem vyrobených tranzistorů, tak se snižovala jak cena na jeden tranzistor, tak i spotřeba energie přepočtená na jeden tranzistor. Odhaduje se, že v současné době je tranzistor zhruba stejně drahý jako vytištění jednoho písmenka v novinách.

Uzavřeme toto povídání o Moorově zákonu ještě dvěma příměry. První vydala U.S. Semiconductor Industry Association a praví, že v roce 2004 se vyrobilo více tranzistorů než zrnek rýže a to samozřejmě mnohem levněji. Druhé se snaží přirovnat nárůst rychlosti mikroprocesorů. Pokud bychom si představili, že v roce 1971 letělo letadlo z New Yorku do Paříže 7 hodin, což by rychlostně mělo odpovídat prvnímu procesoru, pak v letošním roce, by tento let neměl trvat déle než 1 sekundu, pokud by se létání letadly zrychlovalo stejně, jako rychlost procesorů. Z toho je jasně vidět, že nárůst, který podnikl polovodičový průmysl za posledních 40 let, je prakticky nesrovnatelný s jakýmkoliv jiným průmyslem.

Výstava Mikroprocesory - srdce počítačů

Začneme, čím jiným, než prvním procesorem, kterým byl Intel 4004 a byl světu představen 15. listopadu 1971. Tento procesor obsahoval 2 300 tranzistorů a běžel na 108 kHz. Jelikož byl pouze čtyřbitový a uměl adresovat pouze 640 bajtů paměti, tak se neujal jako nějaký naprosto univerzální procesor, ale našel své použití především v kalkulačkách.

Dalším procesorem, u kterého je vhodné se zastavit, tak byl procesor Intel 8080, který spatřil světlo světa v dubnu 1974. Ten sice měl „pouze“ 4 500 tranzistorů, ale na druhou stranu běžel na neuvěřitelných 2 MHz (srovnávejte s 4004). 8080 již byl osmibitový a dokázal adresovat 64 kB paměti. Stal se velice populárním a vznikalo spousty jeho klonů ať už licencovaných, nebo nelicencovaných, které následně byly využívány v mnoha různých počítačích. U nás jste se mohli setkat například s IQ151, nebo PMD-85.

Samozřejmě nesmíme zapomenout na procesor 8086, který se objevil v červnu 1978. Jednalo se již o 16bitový procesor složený z 29 000 tranzistorů běžící na 5, 8 a 10 MHz. Od něj byla o rok později odvozena varianta s externí osmibitovou sběrnicí, která běžela na 5 a 8 MHz. Nakonec se tato dvojice stala pro firmu Intel opravdu přelomovou, jelikož si ji vybrala firma IBM do svého PC a tak byly položeny základy počítačů, jak je známe dnes.

Samotná výstava je především o produktech, které za uplynulé více než čtvrtstoletí vyprodukovala firma Intel, ale najdou se zde i exponáty od konkurenčních výrobců procesorů. Nemohu nezmínit alespoň procesor Motorola MC68000, který se svého času také těšil veliké pozornosti, jelikož byl k nalezení ve velkém množství osobních počítačů v osmdesátých letech. Jmenujme kupříkladu Apple Macintosh, Atari ST, Commodore Amiga, Sinclair QL atp. Další mikroprocesory máte možnost zahlédnout mezi exponáty, z nichž některé můžete vidět na následujících obrázcích:

Na samotné výstavě můžete najít mimo těchto procesorů i spoustu dalších a dokonce i celé počítače. Také máte možnost na vlastní oči vidět, jak vypadá křemíková deska. Zde se konkrétně jedná o desku, která má 30 cm v průměru, ale na výstavě máte šanci vidět i menší rozměry.

Pro jistotu zopakuji, že výstavu najdete v Národním technickém muzeu v Praze až do 28. srpna a to v pracovní dny mimo pondělí od 9 do 17 hodin a o víkendu a ve svátcích od 10 do 18 hodin. Pokud se chcete dozvědět i něco více, nejen se podívat na samotnou výstavu, pak by bylo vhodné, abyste se dostavili buď v pátek odpoledne, nebo v sobotu, kdy budou probíhat i přednášky na téma historie mikroprocesorů.