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半導体のニュースや解説を読んでいると、「ムーアの法則」という言葉をよく見かけます。「半導体の性能が2年で2倍になる法則」と紹介されることもありますが、もともと誰が、いつ、どんな形で言ったものなのかは、意外と知られていないかもしれません。
この記事では、インテルの公式サイト、コンピュータ歴史博物館（Computer History Museum）のサイト、そして1965年に発表されたゴードン・ムーアの論文をもとに、ムーアの法則の中身を整理しました。1965年の予測と1975年の修正という2つの年に注目すると、「1年で2倍」と「2年で2倍」という2つの説明がある理由もわかります。
ムーアの法則とは？
集積回路のトランジスタ数が倍増していくという観察
インテルの公式サイト（ニュースルームの「Moore’s Law」のページ）では、ムーアの法則は、集積回路上のトランジスタの数が、コストの上昇を最小限に抑えながら2年ごとに2倍になるという観察（observation）と説明されています。
同じページでは、この「新しく現れた傾向にもとづく推定」は、60年近くにわたって半導体業界の指針となってきた、とも紹介されています。
自然法則ではない
インテルの公式サイトの歴史紹介ページ（Virtual Vault）では、「法則（law）」という言葉はムーア自身が使ったものではないと説明されています。また、ムーアの法則は自然の力ではなく、開発に関わる人々が集積回路を改良し続けようとする姿勢や約束事を表したもの、とも書かれています。
「法則」という名前から、物理の法則のように「いつでもそうなるもの」と思われがちですが、実際には業界の目標や見通しとしての意味合いが強いのですね。
なぜ集積回路は複雑になっていったの？
インテルの公式サイトの歴史紹介ページでは、ノイスが集積回路を考案した直後の数年間、この新しい技術の用途は主に軍事分野で関心を持たれていた、と説明されています。そして、技術者たちが改良を続けるうちに、集積回路は価格が下がりながら着実に複雑さを増していく傾向を見せるようになった、とされています。ムーアはこの傾向を観察して、1965年の論文を発表したのですね。
ここで大事なのは、ムーアの法則が「たくさん詰め込めるようになる」だけでなく、「コストを抑えながら」という経済的な側面を含んでいることです。インテルのニュースルームの説明でも、コストの上昇を最小限に抑えながら、という言葉が入っています。
「現代生活のメトロノーム」
インテルの公式サイトの歴史紹介ページでは、ある歴史家がムーアの法則を「現代生活のメトロノーム（the metronome of modern life）」と呼んだことも紹介されています。一定のリズムで刻まれる技術の進歩が、パソコンやスマートフォンなど、私たちの身の回りの製品の進化のペースを決めてきた、というイメージですね。
ゴードン・ムーアとはどんな人？
フェアチャイルドの研究開発責任者
インテルの公式サイトの歴史紹介ページによると、ゴードン・ムーアは1965年当時、フェアチャイルドセミコンダクターの研究開発ディレクターでした。同じ会社では、ロバート・ノイスが1959年に集積回路を考案していて、ノイスとムーアはフェアチャイルドの創業メンバーでもあったそうです。
同じページでは、ムーアが1965年に論文を書いた当時、集積回路は生まれてからまだ6年しかたっていなかった、とも紹介されています。
1968年にインテルを創業
インテルの公式サイトでは、ムーアは1968年にロバート・ノイスとともにインテルを創業したと紹介されています。ムーアの法則は数え切れないほどの技術企業の事業の基礎となったが、インテルほどその影響を受けた企業はない、とも書かれています。
ムーアの法則でわかる2つの年
ムーアの法則を理解するには、1965年と1975年という2つの年を押さえておくのがポイントです。
1. 1965年：「毎年2倍」と予測した論文
インテルの公式サイトによると、ムーアの法則を初めて示した論文は、1965年4月19日に発行された業界誌『Electronics』の第38巻第8号に掲載されました。論文のタイトルは「Cramming More Components onto Integrated Circuits（集積回路にもっと多くの部品を詰め込む）」です。
論文の中でムーアは、部品あたりのコストが最小になる回路の複雑さ（部品数）は、おおよそ毎年2倍の割合で増えてきたと述べています。そして、少なくとも10年間はほぼ一定の割合で増え続けないと考える理由はない、とし、1975年には集積回路あたりの部品数が65,000になると見込んでいます。
インテルの公式サイトのニュースルームでも、ムーアは1965年の論文で、今後10年間はトランジスタの数が毎年2倍になると予測した、と説明されています。
2. 1975年：「2年ごとに2倍」に修正
インテルの公式サイトでは、論文から10年後の1975年に、ムーアはこの予測を「2年ごとに2倍」に修正したと紹介されています。コンピュータ歴史博物館のサイトでも、1975年に新しいデータをもとに、集積回路の密度は2年ごとに2倍になると予測を修正した、と説明されています。
| 年 | 内容 | 出典 |
|---|---|---|
| 1965年 | 今後10年間、部品数は毎年2倍になると予測。1975年には65,000個と見込む | 『Electronics』1965年4月19日号の論文 |
| 1975年 | 予測を「2年ごとに2倍」に修正 | インテル公式サイト、コンピュータ歴史博物館 |
「ムーアの法則は1年で2倍」「いや、2年で2倍」という説明の違いは、この2つの年の予測のどちらを指しているかによるものです。現在よく使われているのは、1975年に修正された「2年ごとに2倍」のほうですね。インテルのニュースルームの説明でも「2年ごとに2倍」と書かれています。記事や本を読むときは、どちらの説明が使われているのかに注目してみると、混乱しにくくなります。
「2倍」が続くとどれくらい増える？
2倍が繰り返されると、数は驚くほど大きくなります。たとえば2年ごとに2倍になる場合、10年で5回倍増するので2の5乗で32倍、20年で10回倍増するので2の10乗で約1,000倍になります。毎年2倍なら、10年で2の10乗、約1,000倍です。1965年の予測と1975年の修正では、同じ10年間でも増え方が大きく変わることがわかりますね。
| 倍増のペース | 10年後 | 20年後 |
|---|---|---|
| 毎年2倍 | 約1,000倍（2の10乗） | 約100万倍（2の20乗） |
| 2年ごとに2倍 | 32倍（2の5乗） | 約1,000倍（2の10乗） |
ムーアの予測は当たったの？
1975年のメモリチップは65,536個
インテルの公式サイトの歴史紹介ページでは、ムーアの法則によれば、1975年には最先端のマイクロチップに最大65,000個のトランジスタを載せられるはずだったが、その年に発売された新しいメモリチップのシリーズの数は65,536個で、ムーアは10年にわたって1％以内の精度で当てていた、と紹介されています。
1971年から2010年までの傾向
コンピュータ歴史博物館のサイトでは、最大級のマイクロプロセッサに載るトランジスタの数は、1971年から2010年まで、およそ2年ごとに2倍になってきた、と紹介されています。
インテルの公式サイトの歴史紹介ページでは、法則が求める正確な成長の割合は年月とともに調整されてきたが、着実で予測可能な改善という基本的な前提は現在まで続いている、と説明されています。
論文で予言されていたもの
インテルの公式サイトの歴史紹介ページでは、ムーアが1965年の論文の中で、集積回路がもたらす応用についても見通していたことが紹介されています。論文には、集積回路が家庭用コンピュータや、自動車の自動制御、個人が持ち運べる通信機器のような驚くべきものにつながるだろう、という趣旨の一文があるそうです。さらに、マイクロチップを使った技術は社会全体でより広く使えるようになり、今はほかの方法では不十分にしかできなかったり、まったくできなかったりする多くの働きをするようになるだろう、とも書かれていたと紹介されています。
1965年の時点で、今でいうパソコンや、クルマの電子制御、携帯電話のようなものを思い描いていたのは驚きですね。
論文の原本を探したエピソード
同じページでは、ムーアの法則が最初に発表されたときには、その重要性はすぐには気づかれず、長いあいだインテルもムーア自身も原本を持っていなかったと紹介されています。インテルは2005年に、状態のよい原本を最初に提供した人に1万ドルの報奨金を出すと発表し、イギリスの夫妻がその報奨金を受け取った、というエピソードも書かれています。
ムーアの法則でよくある質問
ムーアの法則は「性能が2倍」という意味？
インテルの公式サイトでは、ムーアの法則は集積回路上のトランジスタ数についての観察と説明されています。「処理速度」や「性能」がそのまま2倍になる、という意味で言われたものではない点に気をつけましょう。
ムーアの法則はもう終わったの？
ムーアの法則がこれからも続くかどうかについては、さまざまな意見があります。この記事では、公式の資料で確認できた過去の内容だけをご紹介しました。今後の見通しについては、各社や研究機関の発表を確認してみてください。
元の論文は読める？
1965年の論文「Cramming More Components onto Integrated Circuits」は、大学などのサイトでPDFが公開されていることがあります。英語ですが、短い論文なので、グラフを眺めるだけでも当時の見通しが伝わってきます。
「65,000」と「65,536」はなぜ近い数字なの？
1965年の論文では、1975年には集積回路あたりの部品数が65,000になると見込まれていました。インテルの公式サイトでは、1975年に発売された新しいメモリチップのシリーズのトランジスタ数が65,536個だったと紹介されています。65,536は2の16乗にあたる数で、メモリの容量を表すときによく出てくる数字です。
ムーアの法則は1965年と1975年で覚えよう
ムーアの法則について、もう一度まとめておきます。
- ムーアの法則は、集積回路上のトランジスタの数が倍増していくという観察で、自然法則ではない
- 1965年4月19日発行の『Electronics』に掲載された論文で、「今後10年間、毎年2倍」と予測された
- 1975年に、ムーアは予測を「2年ごとに2倍」に修正した
- 1975年に発売されたメモリチップのトランジスタ数は65,536個で、予測の65,000にとても近かった
- 「法則」という言葉は、ムーア自身が使ったものではない
「1年で2倍」と「2年で2倍」の違いは、1965年と1975年の2つの年を知っていればすっきり理解できます。半導体のニュースでムーアの法則という言葉を見かけたら、ぜひこの2つの年を思い出してみてくださいね。
