همه‌چیز درباره قانون مور؛ موتور پنهان پیشرفت‌ تکنولوژی

۶۰ سال قبل را تصور کنید؛ زمانی که نخستین کامپیوترها ساخته شدند. شاید تصور این موضوع سخت باشد که در آن زمان قوی‌ترین کامپیوترها با قدرت پردازشی کمتر از ماشین‌حساب‌های امروزی، فضایی به اندازه‌ی اتاقی معمولی اشغال می‌کردند. به احتمال زیاد از خود پرسیده‌اید چرا کامپیوترهای امروزی به این اندازه نیستند و در ابعادی بسیار کوچک‌تر و قدرت پردازشی بسیار سریع‌تر ساخته شده‌اند. دلیل این موضوع به قانون مور برمی‌گردد.

گوردون مور (Gordon Moore)‌، یکی از بنیان‌گذاران شرکت اینتل، در سال ۱۹۶۵ میلادی بیان کرد تعداد ترانزیستورهایی که می‌توان در مدار مجتمعی با مساحتِ ثابت جا داد، به طور تقریبی هر دو سال یک بار، دو برابر می‌شود. این پیش‌بینی در ابتدا بسیار دور از دسترس به نظر می‌رسید، اما انقلاب کامپیوترها از همین پیش‌بینی آغاز شد. در این مطلب، در مورد قانون مور، کاربردهای آن و ترانزیستورها صحبت می‌کنیم.

در سال ۱۹۶۵ میلادی، گوردون مور، هم‌بنیانگذار شرکت اینتل، قانونی را به نام قانون مور مطرح کرد. برطبق این قانون، تعداد ترانزیستورهایی که‌ می‌توانند در فضای مشخصی قرار بگیرند، هر دو سال، دو برابر می‌شود. قانون مور، قانونی فیزیکی یا طبیعی نیست، بلکه آن را می‌توانیم پیش‌بینی بسیار دقیق در نظر بگیریم. در واقع، گوردون مور به این نتیجه رسیده بود که ساخت ترانزیستورها با ابعاد کوچک‌تر به حدی سریع پیشرفت می‌کند که هر سال تعداد بیشتری ترانزیستور می‌توانند روی تراشه‌ها قرار بگیرند. بنابراین، انتظار می‌رفت که سرعت و توانایی کامپیوترها هر سال افزایش و قیمت آن‌ها کاهش یابد.

در سال ۱۹۵۶، شرکت IBM از کامپیوتر IBM 305 RAMAC رونمایی کرد که با وزنی در حدود یک تن، نخستین کامپیوتر مجهز به هارد درایو بود. هارد درایو استفاده‌شده در این کامپیوتر به اندازه‌ای بزرگ بود که برای حمل آن از هواپیما استفاده می‌شد، اما فضای ذخیره‌سازی آن تنها حدود ۳٫۷۵ مگابایت بود. برای درک بهتر این عدد، آن را با ظرفیت یک ترابایت هارد درایوهای امروزی مقایسه کنید که می‌توانند ۲۰۰ هزار برابر اطلاعات بیشتری از IBM 305 RAMAC در خود ذخیره کنند.

در آن زمان شرکت IBM هارد درایوهای خود را با قیمت ۳۲۰۰ به شرکت‌های مختلف اجاره می‌داد. این قیمت در آن زمان بسیار بالا بود. با توجه به نرخ تورم، ۳۲۰۰ دلار در سال ۱۹۵۶ به طور تقریبی معادل ۳۶۰۰۰ دلار در سال ۲۰۲۴ است. هزینه‌ی گزاف و کم بودن تقاضا برای خرید هارد درایو در آن زمان دلیل اجاره‌ی آن‌ها بود.

مرجان شیخی

گوردن مور؛ بنیان‌گذار اینتل، خالق قانون مور و دنیای مدرن

مطالعه '25

امروزه حافظه‌ی بیشتر تلفن‌های همراه تا ۲۵۶ گیگابایت افزایش یافته و در برخی مدل‌ها حتی به یک ترابایت هم می‌رسد. مهندسان در سال ۲۰۰۷، چیزی حدود ۵۱ سال پس از ساخت نخستین هارد درایو، موفق به ساخت هارد درایوهایی با ظرفیت یک ترابایت شدند. دو سال بعد، در سال ۲۰۰۹، ظرفیت هارد درایوها تا ۲۰ ترابایت افزایش یافت. به طور حتم متعجب شده‌اید که ۵۱ سال طول کشید تا هارددرایو یک ترابایتی ساخته شود، اما در طول دو سال، هارد درایو ۲ ترابایتی ساخته شد. ۱۰ سال بعد، مهندسان هارد درایو تجاری ساختند که حداقل می‌توانست تا ۱۵ ترابایت داده در خود ذخیره کند.

دنیای SSDها حتی فضای بیشتری را به شما ارائه می‌کند، فضایی در حدود ۱۰۰ ترابایت آن هم در ابعادی بسیار کوچک. دلیل این پیشرفت چه بود؟ ما این پیشرفت را به نام قانون مور مدیون هستیم. طبق قانون مور، افزایش تعداد ترانزیستورها روی تراشه به صورت نمایی رشد می‌کند. کوچک شدن ترانزیستورها و قرار گرفتن تعداد بیشتری از آن‌ها در فضای کوچک‌تر، یکی از دلایل اصلی است که شما می‌تونید این مطلب را با تلفن‌ همراه یا لپ‌تاپ خود بخوانید. اختراع و ساخت ترانزیستور یکی از اصلی‌ترین دلایل این پیشرفت است. برای درک بهتر این موضوع، خالی از لطف نیست کمی در مورد ترانزیستورها صحبت کنیم.

مغز انسان در حدود ۱۰۰ میلیارد سلول به نام نورون دارد. نورون‌ها، سوئیچ‌های کوچکی هستند که در کنار توانایی تفکر، خاطرات را دخیره می‌کنند و اتفاق‌های مختلف را به یاد می‌آورند. به طور مشابه، کامپیوترها نیز از میلیاردها سلول مغزی کوچک به نام ترانزیستورهایی از جنس سیلیکون ساخته شده‌اند. سیلیکون، عنصری شیمیایی است که به طور معمول می‌توانیم آن را در ماسه پیدا کنیم.

امروزه، از ترانزیستورها به عنوان سوئیچ استفاده می‌کنیم. تصویر زیر استفاده از ترانزیستور به عنوان سوئیچ یا کلید الکتریکی را نشان می‌دهد. هر ترانزیستور از سه پایه به نام‌های «بیس»‌ (Base)، «کلکتور»‌ (Collector) و «امیتر» (Emitter) تشکیل شده است. جریان عبوری کوچک از قسمت پایه می‌تواند به جریان بسیار بزرگ‌تری در قسمت دیگر ترانزیستور (بین کلکتور و اِمیتر) تبدیل شود. به بیان دیگر، جریان کوچک، جریان بزرگ‌تر را کنترل و روشن می‌کند. تمام تراشه‌های کامپیوتری به این صورت کار می‌کنند. جالب است بدانید تراشه‌ی A17 Pro به‌کاررفته در آیفون ۱۵ پرو از ۱۹ میلیارد ترانزیستور تشکیل شده است که در فضای بسیار کوچکی کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.

هر یک از ترانزیستورها می‌توانند جداگانه به صورت کلید الکتریکی عمل کنند و خاموش و روشن شوند. الکترون، ذره‌ای با بار منفی است که در مدارهایی مشخص به دور هسته‌ی اتم با بار مثبت حرکت می‌کند. اساس کار بیشتر ترانزیستورهای پیشرفته بر مبنای کنترل حرکت‌ الکترون‌های تکی است.

اکنون می‌توانید تصور کنید که ترانزیستورهای به کار رفته در تراشه‌های کامپیوتری تا چه اندازه کوچک هستند. اندازه‌ی نخستین پردازنده‌های نیمه‌رسانا که در سال ۱۹۷۱ میلادی ساخته شد، در حدود ۱۰ میکرومتر بود و تا سال ۲۰۰۱ میلادی به ۱۳۰ نانومتر (۸۰ مرتبه کوچک‌تر) و در سال ۲۰۱۷ تا ۱۰ نانومتر کاهش یافت. قطر موی انسان در حدود ۱۰ میکرومتر است. برای درک بهتر از اندازه ترانزیستورهای امروزی، جالب است بدانید قطر موی انسان (حدود ۱۰ میکرومتر) تقریبا ده‌هراز مرتبه از ترانزیستورهای امروزی بزرگ‌تر است.

قانون مور، نیرو محرکه‌‌‌ی صنعت نیمه‌هادی در چند دهه‌ی گذشته به‌شمار می‌رود. اما در سال‌های اخیر این قانون در حال کند شدن یا حتی متوقف شدن است؛ به این دلیل که ترانزیستورها را تا اندازه‌ی مشخصی می‌توانیم کوچک کنیم و سرانجام به نقطه‌ای خواهیم رسید که کوچک‌تر شدن ترانزیستورها امکان‌پذیر نخواهد بود. همچنین، هزینه‌ی ساخت ترانزیستورهای کوچک‌تر بسیار زیادتر است و این ترانزیستورها با قرار گرفتن در کنار یکدیگر روی تراشه، گرمای زیادی تولید می‌کنند که می‌تواند مشکلات فراوانی به همراه داشته باشد. بنابراین، گوردون مور در سال ۲۰۱۵ میلادی اظهار داشت که قانونش تنها ده سال دیگر می‌تواند به حیات خود ادامه دهد.

با نزدیک‌شدن اندازه‌ی مدارها به مرز مقیاس اتمی و محدودیت فیزیکی الکترون‌ها، سرعت قانون مور کُند شده و حتی برخی ازجمله جنسن هوانگ (Jensen Huang)، مدیرعامل انویدیا، معتقدند که قانون مور مرده است. چه بر این باور باشید که قانون مور درحال‌حاضر صرفاً کُند شده یا اینکه دیگر از کار افتاده است، به‌هرحال پایان اجتناب‌ناپذیری دارد. حتی گوردن مور نیز بارها در مصاحبه‌های متعدد گفته بود که پایان قانون مور اجتناب‌ناپذیر است. او در مصاحبه‌ای با مجله‌ی Techworld در سال ۲۰۰۵ گفت که این قانون «نمی‌تواند که تا ابد ادامه داشته باشد. ماهیت روندهای تصاعدی این است که آن‌قدر ادامه پیدا می‌کنند تا بالاخره فاجعه‌ای به بار آید.»

مرجان شیخی

قانون هوانگ به‌جای قانون مور؟ انویدیا آینده صنعت تک را به GPU پیوند می‌زند

مطالعه '9

در این بخش، دلایل نزدیک‌شدن به پایان قانون مور را با یکدیگر بررسی می‌کنیم.

نخستین دلیل برای پایان یافتن قانون مور به تونل‌زنی کوانتومی مربوط می‌شود. دنیای کوانتوم بر پایه‌ی احتمالات بنا شده است. اگر ذره‌ای را داخل دره‌ای رها کنید و پس از مدتی به دنبال آن بگردید، با احتمال بسیار زیاد‌ آن را داخل دره پیدا خواهید کرد. اکنون حالت دوم را در نظر بگیرید که ذره پس از پرتاب به داخل دره، با قله‌ی بلندی روبرو می‌شود که سمت دیگر آن شیب زیادی وجود دارد. آن سوی قله را به دلیل شیب زیاد می‌توانیم به عنوان مکانِ موردعلاقه‌ی ذره در نظر بگیریم. طبق فیزیک کوانتوم، با احتمال بسیار کمی ممکن است ذره را آن سوی قله پیدا کنیم. شاید این مورد عجیب به نظر برسد، اما موضوع عجیب‌تر آن است که حتی ممکن است ذره را با احتمالی هر چند کم در وسط کوه پیدا کنید.

تونل‌زنی کوانتومی به طور کامل با مشاهدات ما در تضاد است، زیرا هیچ پدیده‌ی مشابهی در فیزیک کلاسیک برای آن وجود ندارد. برای درک تونل‌زنی کوانتومی باید بدانیم ذرات تا قبل از مشاهده شدن، هیچ مکان مشخصی ندارند. به بیان دیگر، ذره قبل از مشاهده شدن، در هر مکانی از فضا با احتمال مشخصی می‌تواند وجود داشته باشد.

در فیزیک کوانتوم، تمام ذرات را با تابعی به نام تابع موج توصیف می‌کنیم. احتمال آن‌که ذره در مکانی مشخص مشاهده شود با مربع دامنه تابع موج در آن مکان متناسب است. تونل‌زنی کوانتومی در دنیای میکروسکوپی و برای ذرات زیراتمی مانند الکترون اتفاق می‌افتد. به همین دلیل، در دنیای ماکروسکوپی هیچ درکی از این پدیده‌ی کوانتومی نداریم و حتی وقوع آن را غیرممکن می‌دانیم.

فرض کنید الکترونی داریم که روبروی سد پتانسیلی با انرژی مشخص قرار گرفته است. حتی اگر الکترون انرژی کافی برای عبور از سد پتانسیل نداشته باشد، برخی مواقع ممکن است بتوانیم آن را در سمت دیگر سد پیدا کنیم. همان‌طور که گفتیم دنیای کوانتوم، دنیای احتمالات است. در دنیای میکروسکوپی و کوانتومی به طور دقیق نمی‌توانیم محل دقیق الکترون را مشخص کنیم. این ناتوانی در تعیین دقیق محل الکترون از اصلی به نام اصل عدم قطعیت هایزنبرگ می‌آید. طبق این اصل، محل دقیقِ مکان و تکانه‌ی ذره را نمی‌توانیم به طور همزمان بدانیم. این موضوع به دلیل نقصِ وسایل اندازه‌گیری یا ناتوانایی ما در اندازه‌گیری هم‌زمان این کمیت‌ها نیست، بلکه به دلیل قوانین بنیادی طبیعت است.

میعاد بافراست

آیا وجود دو جهان موازی حقیقت دارد؟

مطالعه '8

اگرچه نمی‌توانیم محل دقیق الکترون یا هر ذره‌ی زیراتمی دیگری را به طور دقیق مشخص کنیم، اما با احتمال بالایی می‌توانیم بگوییم در چه مکانی قرار دارند. این احتمال با مربع تابع موج متناسب است. بنابراین، به جای آن‌که بگوییم الکترون به عنوان ذره به سمت سد پتانسیل حرکت می‌کند، می‌توانیم بگوییم الکترون به عنوان موج به سمت سد حرکت می‌کند. موج پس از برخورد به سد و به دلیل نداشتن انرژی کافی برای عبور از سد، بازتابیده می‌شود. آیا تمام موج منعکس می‌شود؟ خیر. بخش کمی از موج به داخل سد پتانسیل نفوذ و دامنه‌ی آن به صورت نمایی کاهش می‌یابد. به این نکته توجه داشته باشید که اگر عرض سد به اندازه‌ی کافی کوچک باشد، حتی قسمتی از موج می‌تواند به آن سوی سد نفوذ کند. در این حالت، الکترون با احتمال بسیار کمی می‌تواند آن سوی سد وجود داشته باشد.

احتمال عبور الکترون از سد پتانسیل بسیار کم است. اما از آنجا که تعداد زیادی الکترون در فرآیندهای فیزیکی مشارکت دارند، اثر تونل‌زنی کوانتومی را می‌توانیم در همجوشی هسته‌ای در ستاره‌ها و بسیاری پدیده‌های فیزیکی دیگر مشاهده کنیم.

تونل‌زنی کوانتومی یکی از دلایل پایان یافتن قانون مور در چند سال اخیر است. با کاهش اندازه‌ی ترانزیستورها، اندازه‌ی لایه‌ی تهی یا لایه‌ی تخلیه نیز کاهش می‌یابد. این لایه، ناحیه‌ای کوچک در نیمه‌رسانا است که به دلیل وجود میدان الکتریکی بین اتصال PN، هیچ حامل بار آزادی (حفره و الکترون) در آن وجود ندارد. لایه‌ی تهی مانند یک عایق عمل می‌کند و جریان عبوری بین ناحیه‌های مختلف ترانزیستور را کنترل می‌کند. وجود میدان الکتریکی در این لایه از حرکت آزادانه‌ی حامل‌های بار جلوگیری می‌کند. در نتیجه، جریان عبوری از ترانزیستور را می‌توان با اعمال ولتاژ به گیت یا بیس ترانزیستور کنترل کرد.

طبق محاسبات انجام شده، ترانزیستوری با اندازه‌ی کوچک‌تر از ۵ نانومتر به دلیل تونل‌زنی کوانتومی نمی‌تواند جلوی حرکت آزادانه‌ی حامل‌های بار را بگیرد. به بیان دیگر، با کوچک‌تر شدن اندازه‌ی ترازیستورها، الکترون‌ها لایه‌ی تهی را نمی‌بینند و با تونل زدن، از آن عبور می‌کنند. ترانزیستوری که نتواند جلوی حرکت الکترون‌ها را بگیرد، کارایی خود را از دست می‌دهد. همچنین، هرگز نمی‌توانیم ترانزیستوری کوچک‌تر از اندازه‌ی اتم بسازیم. قطر اتم سیلیکون در حدود یک نانومتر است. از آنجا که تراشه‌های کامپیوتری از سیلیکون ساخته می‌شوند، ساخت تراشه‌ای کوچک‌تر از یک نانومتر غیرممکن خواهد بود.

یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در روند کوچک‌سازی ترانزیستورها، مسئله‌ی توان است. با کاهش اندازه‌ی ترانزیستورها، چگالی توان، مقدار گرمای تولیدشده و دمای تراشه به اندازه‌ای افزایش می‌یابند که عملکرد آن دچار اختلال می‌شود. مقدار گرمای تولید شده با کوچک‌تر شدن ترانزیستورها منجر به بروز مشکلاتی مانند کند شدن کامپیوترها می‌شود.

اما چرا با کوچک شدن اندازه‌ی ترانزیستورها گرمای بیشتری تولید می‌شود؟ به این دلیل که با کوچک‌تر شدن ترانزیستورها، تعداد بیشتری از آن‌ها می‌توانند در فضایی کوچک در کنار یکدیگر قرار بگیرند. در این صورت، توان مصرفی ترانزیستورها در فضای بسیار کوچکی متمرکز و گرمای بسیار زیادی تولید خواهد شد. این حالت مشابه زمانی است که ۱۰۰ نفر را به صورت فشرده در اتاقی قرار داده‌ایم. اگر شما در این اتاق باشید، گرمای بسیار زیادی را احساس خواهید کرد.

مواد در مقیاس نانو رفتار بسیار متفاوتی از خود نشان می‌دهند. به عنوان مثال، ضریب هدایت حرارتی در سیلیکون در مقیاس نانو، کاهش می‌یابد. این حالت مشابه پوشیدن کت پشمی در فصل تابستان است. نشت جریان مشکل دیگری است که در مقیاس نانو به وجود می‌آید. همان‌طور که در بخش قبل اشاره کردیم، به دلیل تونل‌زنی کوانتومی در مقیاس‌های بسیار کوچک، الکترون‌ها حتی به هنگام خاموش بودن ترانزیستور می‌توانند از لایه‌ی تهی عبور کنند. به این حالت، نشت جریان می‌گوییم که منجر به اتلاف انرژی و تولید گرمای زیادی می‌شود.

اگر مقدار جریان نشتی هر ترانزیستور برابر ۱۰۰ نانو آمپر و تراشه‌ی کامپیوتری ۱۰۰ میلیون ترانزیستور داشته باشد، مقدار جریان نشتی کل برابر ۱۰ آمپر خواهد بود. این مقدار جریان می‌تواند باتری موبایل شما را در چند دقیقه خالی کند. ولتاژ گیت بیشتر می‌تواند مقدار جریان نشتی را کاهش دهد، اما گرمای بیشتری تولید می‌شود. ترانزیستورها به دلیل مقاومت داخلی، گرما تولید می‌کنند. با کوچک‌تر شدن ترانزیستورها، سرعت سوئیچینگ آن‌ها افزایش می‌یابد که این عمل با تولید گرمای بیشتری همراه است. در اینجا با چرخه‌ای معیوب روبرو هستیم.

امروزه، تولید پیشرفته‌ترین دستگاه‌های منطقی‌ که براساس منطق بولی عمل می‌کند و پردازش‌های منطقی را روی داده‌ها انجام می‌دهد، به ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ مرحله نیاز دارد. دلیل دشواری تولید میکروتراشه این است که ترانزیستورها در مقیاس نانو با احتمال زیادی دچار نقص‌های فیزیکی می‌شوند. بنابراین، مهندسان باید در مرحله‌های زیادی آن‌ها را برای رفع نقص‌های فیزیکی احتمالی با دقت بررسی کنند.

در گذشته، هر فناوری جدید تراشه به ۱۰ تا ۲۰ میلیارد دلار هزینه نیاز داشت. این مقدار هزینه برای تولید تراشه‌ بسیار زیاد بود و تنها شرکت‌های بزرگی مانند TSMC از عهده‌ی آن برمی‌آمدند. از این‌رو، با گذشت زمان شرکت‌های محدودی در رقابت کوچک‌سازی ترانزیستورها و ساخت میکروتراشه‌ها باقی ماندند، طوری‌که از ۱۹ شرکت در سال ۲۰۰۱، تنها ۴ شرکت شامل گلوبال فاندریز، اینتل، سامسونگ و TSMC در سال ۲۰۲۳ در این رقابت حضور دارند.

۱۵ شرکتی که خود را از رقابت ساخت تراشه‌های پیشرفته کنار کشیدند، سراغ ساخت تراشه‌های قدیمی رفتند. این تراشه‌ها در مقایسه با تراشه‌های جدیدتر، معایبی مانند سرعت پردازش پایین‌تر، مصرف انرژی بیشتر، تولید گرمای زیادتر و ابعاد بزرگ‌تر دارند. با این حال، تراشه‌های قدیمی هنوز هم در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی قدیمی و کاربردهای خاص استفاده می‌شوند. طبق پیش‌بینی بسیاری از پژوهشگران حوزه‌ی نیمه‌رسانا در سال ۲۰۱۵، کوچک کردن تراشه‌ها در میکروپردازنده‌ها پس از سال ۲۰۲۱ هیچ توجیه اقتصادی ندارد. اکنون در سال ۲۰۲۴ چه اتفاقی در حال رخ دادن است؟

یکی از راه‌های غلبه بر محدودیت‌های قانون مور، ساخت پردازنده‌های متفاوت برای انجام کارهای مختلف است. با انجام این کار، بازده و سرعت عمل کامپیوترها افزایش می‌یابد. بیشتر کامپیوترها دو نوع واحدِ پردازنده دارند، واحد پردازنده‌ی مرکزی یا CPU و واحد پردازنده‌ی گرافیکی یا GPU. انویدیا در دهه‌ی ۹۰ میلادی واحد پردازنده‌ی گرافیکی را معرفی کرد. به استفاده‌ی همزمان از چند پردازنده، محاسبات ناهمگن می‌گوییم که با این روش محاسبات را بسیار سریع‌تر می‌توانیم انجام دهیم. با نزدیک‌ شدن قانون مور به انتهای راه خود، فناوری‌های جدید ادامه‌ی مسیر را به‌دست خواهند گرفت.

محاسبات سه‌بعدی یکی از این فناوری‌های جدید است. اگر برای ساخت خانه، زمین به اندازه‌ی کافی وجود نداشته باشد، چه کاری می‌توان انجام داد؟ ساخت آسمان‌خراش یکی از بهترین راه‌حل‌ها برای جبران کمبود زمین است. در این حالت، در زمینی با مساحت مشخص، به جای یک خانه، آسمان‌خراشی با ده‌ها طبقه ساخته‌ایم که افراد بیشتری می‌توانند در آن زندگی کنند.

در دنیای محاسبات کامپیوتری نیز اتفاق مشابهی در حال رخ دادن است. تراشه‌ها به صورت دوبعدی ساخته شده و ترانزیستورها در امتداد طول و عرض روی آن‌ها قرار گرفته‌اند. شرکت اینتل در سال ۲۰۱۹ فناوری جدیدِ تراشه‌های سه‌بعدی را معرفی و فروش آن‌ها را اواخر سال ۲۰۱۹ آغاز کرد. تحلیل‌گران حوزه‌ی فناوری تراشه‌های سه‌بعدی را راه‌حل مناسبی برای عبور از قانون مور می‌دانند. چیدن تراشه‌ها روی هم به صورت سه‌بعدی از نظر عملکردی بسیار بهتر از قرار دادن آن‌ها در کنار یکدیگر است. با انجام این کار نه‌تنها می‌توان تعداد ترانزیستورها در فضای مشابه را چند برابر کرد، بلکه می‌توانیم از تراشه‌ها به صورت بهینه استفاده کنیم. تراشه‌های سه‌بعدی در حدود ۱۰۰۰ مرتبه سریع‌تر از تراشه‌های معمولی دوبعدی هستند.

شاید برایتان عجیب باشد، اما از DNA می‌توان برای انجام محاسبات استفاده کرد. در سال ۱۹۹۴، پژوهشگری در حوزه‌ی کامپیوتر از دانشگاه کالیفرنیای جنوبی توانست با استفاده از DNA مسئله‌ای بسیار معروف در ریاضی را حل کند. مقدار اطلاعاتی که ۵۰۰ گرم DNA می‌تواند در خود ذخیره کند بیشتر از مقدار اطلاعاتِ ذخیره شده در کامپیوترهای ساخته شده‌ی امروزی است. این محاسبات هنوز در ابتدای راه قرار دارند، اما شرکت‌های بزرگی مانند مایکروسافت به آینده‌ی آن بسیار امیدوار هستند.

محاسبات کوانتومی نیز می‌تواند راه‌حل دیگری برای عبور از قانون مور باشد. واحد اصلی محاسبات در کامپیوترهای معمولی «بیت» نام دارد. هرچه تعداد بیت‌ها در کامپیوتری بیشتر باشد، کامپیوتر می‌تواند همزمان محاسبات بیشتری را انجام دهد. اما واحد محاسبات در کامپیوترهای کوانتومی «کیوبیت»‌ نام دارد. هر کیوبیت، سرعت و قدرت محاسبات را تا دو برابر افزایش می‌هد. به عنوان مثال، کامپیوتر کوانتومی ۱۰۰ کیوبیتی می‌تواند بیش از ۱۰۰۰ میلیارد میلیارد میلیارد محاسبه را به‌طور همزمان انجام دهد. بنابراین، پژوهشگران بسیاری روی ساخت کامپیوترهای کوانتومی کار می‌کنند.

قانون مور چیزی فراتر از یک پیش‌بینی ساده بود؛ این قانون درواقع هدف و نقشه‌ی راهی برای صنعتی بود که تاحدودی به این پیش‌بینی جامه‌ی عمل پوشاند. درواقع، برای درک بهتر قانون مور، به آن باید نه به‌عنوان یک قانون فیزیک بلکه به‌عنوان قانون اقتصاد و انگیزه‌ی شرکت‌ها نگاه کرد. به‌قول مور، اگر اتومبیل‌ها به‌سرعت کامپیوتر‌ها رشد می‌کردند، خرید رولزرویس حالا ارزان‌تر از هزینه‌ی پارک کردنش بود.