Bilgisayarlar nasıl bu kadar güçlü hale geldi? Cep telefonlarına binlerce şarkı sığdırılabilmesinin, navigasyon aracılığıyla gerçek zamanlı yol takibi yapabilmenin, bilgisayarlarda canlı video akışı sağlayabilmenin bu teknoloji inovasyonlarının gelişiminin devamlı artacağına olan güven sayesinde olduğunu biliyor muydunuz?

Özünde bilgisayar, birçok yongadan meydana gelmiş tümleşik devrelerdir ki bu yongalar, içerisinde çok sayıda transistör içerir. Transistörler basitçe elektrik akımının belirli bir iletken hattan geçip geçmemesine izin vermek için kullanılır. 1965 yılında tümleşik devrelere yerleştirilecek transistör sayısının iki yılda bir yaklaşık ikiye katlanacağına dair bir tahmin yapıldı. Bu tahmini yapan kişi, yüz binden fazla çalışanı olan ve yıllık geliri yüz milyar dolardan fazla olan Intel şirketinin kurucusu Gordon Moore idi. Moore kanunu en basit haliyle şöyle açıklanabilir: Bilgisayarların gücü her iki yılda bir ikiye katlanacaktır. Dolayısıyla teknoloji tutarlı bir oranda daha küçük, daha hızlı ve daha güvenilir olmaya devam edecektir. Böylelikle de göreli maliyet düşecektir. 1965’ten bu yana Moore'un yaptığı tahmin dikkate değer ölçüde doğruydu. 2013’ten sonra entegre devrelerdeki transistörlerin hızlanma ivmesinin bir miktar düştüğünü söylenebilir.

Moore Yasası Geçerli Mi?

Moore bu öngörüyü 1965’te yaptığında ev bilgisayarları, akıllı kol saatleri ve kişisel taşınabilir iletişim cihazları gibi icatlara yol açacağını söyledi. Bugün Moore yasasının geçerli olmadığı ileri sürülse de elektronik ve bilgisayar endüstrisi için yarım yüzyıl boyunca altın bir kural olarak yer aldı.

Entegre devre veya bilinen adıyla çip, 20. yüzyılın en büyük yeniliklerinden biridir. Teknolojik bir devrimi başlatmış ve Silikon Vadisi'nin temellerini atmıştır. Hepimizin cep telefonlarında da var olan bu çiplerden birini gerçekten yakınlaştırırsanız bilgi göndermek ve almak için ustalıkla tasarlanmış son derece karmaşık nano ölçekli bir şehir bulursunuz. Son dönemdeki büyük teknoloji konferanslarında çip üreticileri 22nm, 10nm gibi inanılmaz derecede küçük çipler tasarlayabildiklerini ilan ettiler. Bu bir çipteki transistörlerin boyutunu küçültmenin ve sayısını artırmanın yeni yolunu buldukları anlamına gelir.

Moore yasası sonuç olarak bir doğa kanunu değil bir beklentidir. Transistör yoğunluğunu her iki yılda iki katına çıkaracak bir yenilik üretme beklentisidir. Tüm bunlar daha hızlı ve aynı kapasiteye sahip ucuz ürünler sunulmasına olanak tanır. Bir çip üzerindeki milimetrekare başına giderek daha fazla işlevsellik sığdırılabilmesi anlamına gelir. Uzun süre boyunca Moore yasasının bir gün çürütüleceği ve geçersiz kalacağı öngörüldü ancak tam olarak böyle olmadı. Yeni gelen her nesilde yetişmiş mühendisler bu konu üzerinde çalışmanın belirli bir hızda devam etme beklentisinin farkındadır. Bu beklentinin kalbinde yer alan çekirdek tekniğe fotolitografi denir. Fotolitografi, karanlık oda fotoğrafçılığına benzer bir teknikte çip üretim sürecidir. Temel olarak bu süreçte bir ışık kaynağı maske ve projeksiyon sistemi kullanılır. Işık kaynakları, karbondioksit ve argan florür gibi bir gaz karışımından oluşturulan lazerlerdir. Bir elektrik akımı tarafından uyarıldığında, gaz molekülleri çip tasarımını belirleyen dalga boyuna ayarlı lazer radyasyonu yayar. Işık kaynağını giderek daha kısa dalga boylarına ulaştırmak için bir sürücü vardır. Çünkü dalga boyu ne kadar kısalırsa bir çipe o kadar fazla transistör sığdırabilirsiniz. Peki Moore yasası geçerliliğini kaybetti mi?

Uzmanlar, bilgisayarların 2020’li yıllarda Moore yasasının fiziksel sınırlarına ulaşacağını düşünüyor. Transistörlerin yüksek sıcaklıklara ulaşması daha küçük devrelerin oluşturulabilmesini imkansız kılacak. Küçültme olayı nihai sonucuna ulaştığında işlemcileri bekleyen bir sonraki aşama kuantum bilgisayarlar olacaktır.