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Tesi etd-10162017-125057


Thesis type
Tesi di laurea vecchio ordinamento
Author
FRANCESCHINI, MARCO
URN
etd-10162017-125057
Title
Legge di Moore nell'evoluzione dei processori Intel® e retrospettiva nel calcolo automatico
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Commissione
relatore Prof. Fanucci, Luca
Parole chiave
  • processori
  • Legge Moore
  • Intel®
  • calcolo
  • automatico
Data inizio appello
24/11/2017;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
Il presente lavoro di tesi di laurea ha come nucleo principale, l'analisi della prima "legge" di Moore riferita alla evoluzione dei processori Intel®, inizialmente in calcolatrici come la Busicom 141-PF (i4004) e poi a sistemi di calcolo automatico di tipo desktop o con alimentazione elettrica, tramite batterie. L'analisi retrospettiva viene applicata alla storia del calcolo automatico dagli albori del concetto umano di calcolo, per giungere alle soglie dell'anno emblematico, il 1965 nel quale venne formulata da Gordon E. Moore la sua più famosa previsione empirica, basata sulla embrionale tecnologia del circuito integrato che nel 1959 ebbe una data cardine. L'evoluzione delle capacità di calcolo e di elaborazione dati dalle prime macchine da calcolo meccaniche, passando per i primi calcolatori elettromeccanici a relè di Konrad Zuse, proseguendo con i primi calcolatori elettronici a transistor costruiti oltre che in Inghilterra e Stati Uniti d'America anche in Italia, con la famiglia ELEA Olivetti, ha subito un aumento esponenziale. Tale andamento di tipo esponenziale viene messo in evidenza anche da emeriti informatici come lo statunitense Raymond Kurzweil anche nel suo noto saggio del 2005 "La Singolarità è vicina". Proprio il 2005 costituisce la data che segna la fine della corsa all'aumento puro delle frequenze di funzionamento per i processori Intel®, con l'inizio dell'integrazione di un numero sempre maggiore di nuclei di elaborazione. Aumento sostenuto proprio dalla capacità dell'industria dei semiconduttori di integrare un numero sempre maggiore di transistor nel rispetto di quanto predetto cinquanta anni prima dall'allora direttore delle ricerche in Fairchild, Gordon E. Moore. Nel corso dell'elaborato vengono messi in evidenza i limiti tecnologici (dissipazione di potenza termica) e dovuti ai sistemi di litografia che porranno problemi per il mantenimento della validità della legge di Moore. Intel® a questo proposito nel corso degli anni ha introdotto importanti innovazioni tecnologiche come, l'utilizzo di materiali dielettrici ad elevata costante dielettrica, la tecnologia dei transistor MOSFET tridimensionali denominata Tri-Gate utilizzata nel 2011 per la famiglia di processori Ivy Bridge. Vengono approfondite le prospettive relative a tecnologie e ricerche per dispositivi che possano servire da ponte tra i dispositivi CMOS e la nanoelettronica, incluse possibili applicazioni del grafene alla costruzione di FET caratterizzati da elevatissima mobilità dei portatori di carica elettrica. Nelle appendici in coda all'elaborato vengono meglio connotati e specificati, anche nel dettaglio, concetti o riferimenti riportati altrove nel testo principale. Per la parte dedicata alle cpu Intel® laddove possibile sono stati riportati i dati riguardanti il numero di transistor integrati (spesso citati dalle stesse fonti originarie come dato stimato) e pagine estratte dai data sheet Intel®. La previsione effettuata da Gordon E. Moore nel 1965 sul numero di componenti integrabili per costo minimo, singolo chip di silicio materiale semiconduttore ancora largamente utilizzato dall'industria, rimane tutt'ora valida anche se con alcuni cenni di rallentamento e con limite di estensione temporale, situato dalla fisica quantistica attorno al 2036. Si inserisce come evento emblematico nella storia del calcolo automatico che ha conosciuto la realizzazione di macchine all'inizio totalmente meccaniche, poi utilizzando come componenti circuitali di commutazione relè, valvole termoioniche, transistor. Il suo significato è oltre che prettamente di ordine tecnologico, anche riguardante l'economia moderna basata sull'elettronica come motore principale.
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