Mooreův zákon praví, že počet tranzistorů, které lze umístit na integrovaný obvod (čip), se při zachování stejné ceny zdvojnásobí přibližně každé dva roky. To v praxi znamená, že výkon počítačů roste exponenciálně, zatímco jejich velikost a cena klesají.

Gordon Moore původně v roce 1965 předpovídal zdvojnásobení počtu komponent každý rok. V roce 1975 svou předpověď upravil na dva roky. Přestože se často mluví o „zdvojnásobení výkonu každých 18 měsíců“, toto konkrétní číslo Moore nikdy neřekl (pochází od jeho kolegy z Intelu, Davida House, který započítal i zvýšení rychlosti tranzistorů).

Úspěch této předpovědi byl dán neustálou miniaturizací:

• Fotolitografie: Technologie výroby čipů se neustále zpřesňovala, což umožnilo „kreslit“ menší a menší tranzistory.
• Ekonomika: Menší tranzistory znamenají, že z jednoho křemíkového plátu (waferu) lze vyrobit více čipů, což snižuje náklady.
• Samo-naplňující se proroctví: Výrobci čipů (Intel, AMD, TSMC) brali Mooreův zákon jako svůj cíl. Pokud by jejich inženýři tempo neudrželi, konkurence by je vytlačila z trhu.

Díky Mooreovu zákonu prošlo IT neuvěřitelnou proměnou:

1. **Mobilita:** Počítač, který v roce 1970 zabíral celou místnost, má dnes každý v kapse v podobě chytrého telefonu.
2. **Dostupnost:** Výpočetní výkon, který byl dříve dostupný jen vládám, je dnes dostupný každému.
3. **Nové technologie:** Algoritmy pro umělou inteligenci (AI), které existovaly teoreticky už v 60. letech, lze realizovat až dnes díky miliardám tranzistorů v moderních GPU.

V posledních letech se tempo zpomaluje a mluví se o tom, že Mooreův zákon končí. Důvody jsou především fyzikální:

• Kvantové tunelování: Tranzistory jsou už tak malé (kolem 3-5 nanometrů), že vrstvy izolantu jsou tlusté jen pár atomů. Elektrony začínají tyto bariéry „přeskakovat“, což způsobuje chyby a přehřívání.
• Ekonomika (Rockův zákon): Zatímco čipy levní, náklady na stavbu továren (Fab) rostou exponenciálně. Postavit moderní továrnu na 3nm čipy stojí dnes přes 20 miliard USD.
• Odvod tepla: Tolik tranzistorů na tak malé ploše generuje obrovské množství tepla, které je fyzicky nemožné odvést bez poškození čipu.

Průmysl se nyní zaměřuje na nové směry (označované jako „More than Moore“):

• 3D Chiplety: Místo jednoho velkého čipu se skládá více menších čipů na sebe nebo vedle sebe.
• Nové materiály: Náhrada křemíku například grafenem nebo uhlíkovými nanotrubicemi.
• Specializace: Místo univerzálních CPU se staví specializované čipy pro AI nebo video.
• Kvantové počítače: Úplně nový princip výpočtů, který nestojí na tranzistorech.

Související pojmy: Tranzistor, Integrovaný obvod, CPU, GPU, Nanometr, Kvantové počítače.