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ムーアの法則とは？

半導体の未来予測が現代まで継続した理由を解説

本記事では、ムーアの法則は

なぜ50年以上も継続し続けることができたのか、

今後限界を迎えることはあるのかについて解説します。

現在のIT技術の発展に関するハードウェア要因として、半導体技術が進歩してきたことが挙げられます。今から50年以上前の1965年に、ムーアの法則と呼ばれる半導体に関する将来予測が発表され、おおむね半導体技術はその予測どおりに進んでいます。

本記事では、ムーアの法則はなぜ50年以上も継続し続けることができたのか、今後限界を迎えることはあるのかについて解説します。

ムーアの法則とは

ムーアの法則とはどのような内容でしょうか。またムーアの法則が生まれた当時の背景について紹介します。

ムーアの法則の内容

ムーアの法則とは、半導体の集積技術が今後どのように発展するかを予測したもの。電気を通す導体と電気を通さない絶縁体の中間の性質を持つ物質を半導体と呼びますが、半導体から作られるトランジスタやIC（集積回路）も同じく半導体と呼ばれています。技術の進歩によりトランジスタおよびICの集積密度は今後18～24ヵ月ごとに倍増する、と予測したのがムーアの法則です。

ムーアの法則が発表されたのは今から50年以上前になりますが、いずれ限界を迎えるだろうと、これまで何度も言われてきました。しかし現代でも限界を迎えることはなく、法則が予測したとおりに集積度は増加しています。集積度が増加した要因はトランジスタの性能向上によるものですが、その成果が現在のIT技術の発展の礎となっています。

法則が生まれた背景

ムーアの法則を生み出したのはIntelの創業者でもあるゴードン・ムーアです。1965年、ムーアは電子技術の専門誌に執筆した記事のなかで、集積回路に搭載される部品数は今後10年において1年ごとに倍増すると予想します。この予想は経験則に基づくものであり、当時販売していた4種類のICの搭載部品数から推定したものでした。

10年後の1975年になると集積度は2年ごとに倍増すると修正されましたが、この予測がムーアの法則と呼ばれ、産業界での共通認識となりました。

なおムーアの法則について18ヵ月で2倍という数字が登場することもあります。当時IntelのMPUが18ヵ月で2倍に性能向上していたため混同されたと考えられていますが、現在では18ヵ月または24ヵ月のどちらの数字も使われています。

なぜムーアの法則は継続したか

1965年に発表されたムーアの法則は、なぜ現在まで継続できたのでしょうか。その理由はおもにトランジスタの性能向上の成果によるものです。その中身について技術的側面から解説します。

トランジスタの微細化が進む

トランジスタの微細化技術が進んだのは、微細化が電子機器の性能向上に直結するためでした。電子部品やICの微細化が進めば、搭載している製品自体の小型化や消費電力の低減につながります。また半導体の材料であるシリコンの製造コストが一定とすると、同じ面積上に多数のトランジスタを載せたほうが、同じコストでも性能が高くなります。

トランジスタ同士の距離が密になれば、電気を流す距離が短くなり、高速化や低消費電力化につながることもメリットといえるでしょう。トランジスタの寸法が1／kに小さくなると、応答速度がk倍、消費電力は1／k倍に下がるというスケーリング則が知られています。半導体業界ではスケーリング係数kが2、3年で1.4倍になるよう微細化を進めてきました。

半導体製造時に用いる装置の性能向上も、トランジスタの微細化に寄与しました。シリコン上に回路を書き込む際には、シリコンにレーザーを照射して回路パターンを焼き付ける露光装置を使用します。レーザーの波長が短いほど細かいパターンが作成でき、近年ではEUV（極端紫外線）露光装置が開発されたことで7nmプロセスの半導体製造が可能になりました。

トランジスタの構造・構成材料の改善

トランジスタの構造の改善も、ムーアの法則の存続に影響しています。トランジスタの一種であるFET（電界効果トランジスタ）は、以前はプレーナー（平面）型が一般的であり、この構造の延長ではいずれ微細化が限界を迎えるとされていました。しかし、そのあとにFinFETと呼ばれる立体型構造のFETが開発されたことにより、更なる微細化が実現しています。

他にも、FETを構成する材料の改善により、高速化や消費電力の削減を実現しています。FETの内部にあるゲート絶縁膜は、電荷の蓄積・放出を行なう役割があり、FETがオン／オフする速度に影響します。しかし構造を改善することにも限界があり、高速化を目指すと消費電力や発熱の要因となる漏れ電流が増加するという課題がありました。そこでゲート絶縁膜の材料を変更し、高誘電率（High-K）材料を使用することで漏れ電流を100倍以上削減することに成功しています。

ムーアの法則は限界を迎えるか

これまで50年以上継続してきたムーアの法則ですが、現在でも微細化は限界に近づいていると言われることがあります。微細化がこれ以上進まないと予測される理由は何か解説します。

微細化は物理的限界に近づく

2015年に米国半導体工業会が発表したレポートにて、2021年にムーアの法則は崩れると予想されました。結局のところ2021年を過ぎた今はまだ法則は崩れていませんが、このような予想が生まれた背景について説明します。

近年、製造される半導体のサイズは10nm以下のオーダーになっており、徐々に原子の大きさという物理的限界に近づいてきました。トランジスタは原子の格子構造で電流制御を行ないます。原子1個のサイズは0.1nmオーダーであるため、さらにトランジスタの微細化が進めば、いずれ電子回路が実現できなくなります。

ただし、これまでも技術革新によって物理的限界を乗り越えてきました。新たな技術的革新が起これば、この課題を解決できる可能性はあります。

微細化により製造コストが増大

トランジスタのサイズがnmオーダーとなった現代では、集積度を上げると製造コストが大幅に増大することが課題となっています。研究開発機関のimecは、微細化の世代が進むごとに製造コストが30％前後上昇するという予想を発表しました。もし微細化の技術が実現したとしても、製造コストの問題で製品として成り立たないでしょう。

製造コストに関する課題を解決する一つの案として、チップレット技術があります。マイコンやメモリなど、一つの集積回路に統合されたシステムを組み込んだICをSoC（System on a chip）と呼びます。チップレット技術とは、本来は1枚のSoCで製造できるICを、複数の小さな単位に分割して製造し、後から組み合わせる方式のこと。微細化に適した回路部分に限定してコストの高い技術を適用すれば、通常のSoCよりも製造コストを抑えられます。

ムーアの法則の今後

微細化が限界に近づきあることで、ムーアの法則の再定義が進められています。集積化の発展として、「More Moore」、「More Than Moore」、「Beyond CMOS」という3つの方向性があります。

More Moore

More Mooreとは、ムーアの法則をさらに進展させるアプローチのこと。微細化以外の方法も含めて、集積回路の性能を向上させることを目指します。例えば、デバイス構造の変更や新材料の導入、トランジスタの3次元実装などの技術が検討されています。

これまでのトランジスタは平面的な2次元の微細化が進められてきました。1nmに微細化したデバイスを実現するための開発も進められていますが、これ以上の微細化は物理的限界が近いため困難です。しかし、トランジスタを垂直方向に積み上げる3次元実装で単位面積あたりの集積度を上げれば、ムーアの法則を延命できると考えられています。

More Than Moore

More Than Mooreとは、集積回路にセンサやMEMSを集積することで、通常のトランジスタでは実現できない機能を追加するアプローチのこと。デバイス単体でみれば性能は変わりませんが、集積回路に新機能が追加されることでトータルでのチップ性能が向上すると期待されています。

例として、温度や圧力、加速度などを検出するセンサの追加、センサや通信系のアナログ信号の変換回路の追加、光通信および光電子デバイスなどの追加などが考えられています。新機能を追加するにあたり、独自の構造を製造することや、シリコン以外の材料を活用することなどに関する技術的課題があります。

Beyond CMOS

現在主流のトランジスタはCMOSトランジスタと呼ばれますが、CMOSとはまったく異なるデバイスで置き換えるというアプローチがBeyond CMOSです。CMOSでは電荷の有無がデジタル回路での1と0を表し、他のデバイスを使用する場合も同様の仕組みが必要です。1と0を表すのに、CMOSと同様に電荷をもとにするデバイスと、電荷以外を用いるデバイスの2通りがあります。

電荷をもとにしたデバイスであれば、原理は異なるものの、これまでの電子回路と同様に利用できるでしょう。一方で、電荷以外を用いるデバイスでは電子回路への適用に課題があります。電荷以外の要素として、有力候補と考えられているのが電子のスピンを活用した方式です。ほかには原子の動きを操作して電極へ接触させる、原子スイッチと呼ばれる技術も検討されています。

技術革新によりムーアの法則は50年以上継続した

ムーアの法則は半導体の集積度に関する将来予測であり、ICの集積密度は今後18～24ヵ月ごとに倍増する、というものです。トランジスタの微細化技術の発展、およびトランジスタの構造改善によって、過去50年ものあいだムーアの法則が予想した通りに進んできました。

近年、微細化が物理的限界に到達しつつあることや、製造コスト増大のため、ムーアの法則が限界に近づいているという予想もあります。しかし、これまでも何度か限界に近いと噂されながらも、技術革新により継続し続けてきました。ムーアの法則の今後の方向性としてMore Moore、More Than Moore、Beyond CMOSという3つがあり、いずれも半導体技術の研究が進められています。

掲載日：2022/07/11

続いて「クリスチャントゥデイ」様より

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「教会もＡＩに対する積極的な取り組みを」　米南部バプテスト連盟が声明

2019年5月2日12時48分

米プロテスタント最大教派である南部バプテスト連盟（ＳＢＣ）の倫理宗教自由委員会（ＥＲＬＣ）がこのほど、人工知能（ＡＩ）を主要テーマにした声明（英語）を発表した。声明は、最先端技術が提起する実存的かつ神学的問題に触れ、教会もＡＩに取り組む必要性があるとする考えを示した。

声明は、ＡＩと人間の関係に関する基本的な内容から、「医療」「セクシュアリティー」「データとプライバシー」「安全保障」「戦争」など、計１２項目にわたるテーマを扱っており、それぞれ考えの基となる聖書箇所と共に福音的な観点から触れられている。

序文には次のように書かれている。

「クリスチャンは未来や技術の発展を恐れてはなりません。なぜなら私たちは、神が歴史を統治しておられることを知っており、神のかたちに造られた人間に取って代わるものは何一つないことを知っているからです。私たちは、ＡＩがこれまでにない可能性を人類にもたらすことを認識しています。しかしその一方で、知恵や配慮なくしてＡＩを使用した場合、それによって引き起こされる潜在的リスクがあることも認識しています。

私たちの願いは、教会がＡＩの分野に積極的に取り組めるよう備えられることです。潜在的な問題が諸教会に影響を及ぼしてしまった後で、それらの問題に対応してもらうことではありません」

声明にはすでに、キリスト教大学の学長や神学校の校長、大型教会の牧師、キリスト教団体の指導者らが署名している。主な署名者には、保守派論客として知られるエリック・エリクソン氏や、米保守派キリスト教団体「フォーカス・オン・ザ・ファミリー」のジム・ダリー会長、米福音派誌「クリスチャニティー・トゥデイ」のマーク・Ｊ・ガリー編集長、米リバティー大学のカレン・スワロー・プライアー教授らがいる。

ＥＲＬＣのクリエイティブディレクターで、現在ＡＩに関する著書を執筆中のジェイソン・サッカー氏は、一早く声明について触れ、ＡＩは人間の繁栄に役立つ可能性があるが、人間の尊厳に対する脅威の最大の原因の一つにもなり得ると述べた。

「（テクノロジーのツールであるＡＩ）それ自体は、聖書のいかなる箇所でも、邪悪だとか悪いとか、非難されていません。邪悪で罪深く、壊れているのは人間の方です」

ＡＩ技術の開発は良いことかもしれない。ただしその条件は、一人一人の人間が神のかたちに造られているという理解に基づいており、ＡＩ技術が神に栄光を帰したり、隣人を愛したりするために用いられることだとサッカー氏は強調した。

ＥＲＬＣのラッセル・ムーア委員長は、声明の発表後に行われたクリスチャンポストとのインタビューで次のように述べた。

「私たちに必要なのは、聖書的な思考を持つクリスチャンが、こうした問題に取り組むことです。クリスチャンがこうした問題に取り組まないなら、別の人が別の世界観でその空洞を満たしてしまうでしょう」

ムーア氏はまた、ＡＩと、超人間主義（先進的科学技術によって人間の身体機能を進化させること）や明白な反人間的イデオロギーから生じる諸問題が混同される傾向について、次のように答えた。

「技術産業の人たちのコミュニティーは、教会の交わりや弟子化の働きが届かないところにあると思います。私は、技術業界にいるクリスチャンから孤独だという話を聞きます。人間関係の上で孤独だというだけではなく、彼らが取り組むプロジェクトにおいて思考するための良心を形成するという点においても孤独だというのです。なぜかというと、技術業界のクリスチャンは他のクリスチャンとの接点を持たないからです」

「特定の分野で恐ろしい提案がされていることに気付くとき、私たちはそれを、その分野により深く取り組むための刺激にすべきです」

声明の第１項「神のかたち」では、次のように述べられている。

「われわれは次のことを否定する。被造物の一部分が、あらゆる形態の技術を含め、神が人類にのみ委ねた支配や管理の権限を奪ったり、それに取って代わるために使用されることを。また技術に対し、一定のレベルの人間のアイデンティティーや価値、尊厳、または道徳的判断力が割り当てられることを」

ムーア氏は、意識自体が機械によっても再現され得るという超人間主義の基本的な前提には欠陥があると話す。

「私はそれ（超人間主義）は心配していません。私が心配しているのは拡張現実（人が知覚する現実環境をコンピュータにより拡張する技術）やセックス・ロボットなどのさまざまな技術であり、それらに関する疑問が放置されていることです」

１２年前、神学校で教鞭を執っていたムーア氏は、期末試験で神学生たちに尋ねた。トランスジェンダーだと話す人と福音を分かち合うにはどうすべきかと。

「教室にいた学生のほとんどが、これは野蛮で仮想的なひっかけ問題だと考えました」とムーア氏。「それで私は言いました。『そうじゃないさ。君たち全員が、この問題に取り組むことになるんだ』と」

長老派の牧師で、非営利団体「コクリエイターズテック」の創設者であるクリストファー・ベネック氏は、ＥＲＬＣの声明を称賛した。それは現在のところ、ＡＩに関わる問題に取り組もうとする教団がほとんどないためだ。

「例えば、私が所属するアメリカ合衆国長老教会＝ＰＣ（ＵＳＡ）は、ＡＩと自動化の問題を単に研究するという議案でさえ昨年の夏、セントルイスで開かれた総会で否決しました。ですから私は、多くの進歩主義の教会がいまだに取り組んでいない領域を、福音派の教会が積極的に取り組むことをうれしく思っています」

しかしベネック氏は、今回の声明は、現在必要とされている事柄の初歩的な内容を繰り返し述べているに過ぎず、技術者からの意見が欠けており、幾つかのテーマについて近視眼的であると考えている。

「例えば、自動化に関してはマッキンゼー・アンド・カンパニーによるこの問題に関する世界で最も優れた報告で、自動化による失業率は２０３０年までに１１～２２パーセントになると予想されています。ちなみに、大恐慌中の失業率は２５パーセントでした。米国の５７パーセントの教会で、教会員数が１００人を下回っており、それらの教会の多くが牧師を雇うことに苦労しています。献金が１１パーセント減少することは、１０年後に米国の教会数を半減させかねません」とベネック氏は憂う。

「ＥＲＬＣとキリスト教界全般がそれを当面の問題ではないと考えているなら、私たちはいわばロボット駆動のボートを見逃しているのです。重要な問題は次の通りです。将来的に社会が教会を最も必要とするとき、私たちには助ける用意があるでしょうか。それとも、かけらほどしかない教会の権力のために、神学的な見せかけを続けるのでしょうか。私の祈りは、キリストが教えた通り、教会全体が他の人たちを助ける用意ができているように、というものです」

※この記事はクリスチャンポストの記事を日本向けに翻訳・編集したものです。一部、加筆・省略など、変更している部分があります。

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有機体は量子マシンである―「常識」なるマトリックスを脱出せよ

2017 5月10日

有機体は量子論的マシンである・・・。オモシロい。光合成や渡り鳥の方向探知、さらに人間の臭覚において量子効果が作用している可能性がある。通常、量子効果はミクロの領域においてのみ認められるのだが、これが生命現象というマクロな世界に関係しているのだ。

ひとつの量子が二つの場所に存在し得たり、時間を遡ったり、波であったり粒子だったり、量子の世界は私たちのマインド・マトリックス（＝常識）を逸脱する。いわば量子の振る舞いは人間のマインドに対するヤーヴェ・エロヒムのチャレンジ。ジョーシキやロンリとかを超えた世界なのだ。

いわんやエロヒムから生まれた私たちの霊は五感によるクオリアから構築された常識的世界観などをはるかに超える。エクレシアはニュー・クリーチャー、宇宙的新生命体である。われわれはネオ・ホモサピエンス。キリスト教神学などはヤハヴェ・エロヒムをニンゲンの認知フレームに収めんとするきわめて稚拙かつ乱暴な試み。「正統キリスト教神学」や「教義」からエクソダスせよ！

ニッポンキリスト教、この業界はすでに死に体状態。それを改革するとか、リバイバルするとか無意味だ。人間の小賢しいわざなどはまったく無意味だ。一人ひとりのスーパーナチュラルな＜フェイスの覚醒＞のみが将来を開くのだ。そのためにはクリスチャンよ、業界のつまらん翻訳ものを読むより、まず量子論を学べ、と言いたい。スーパーナチュラルな世界が開ける契機を得るだろう。

Our view or model of the world is based on our five senses and "qualia" composed by our brain. It is mere Matrixes differing from person to person, and their commonly sharable part is called "common sense". But it is not reality. The extreme reality is in our spirit and the Word of God. It is substantiated by our faith. Even biological phenomenon transcend wildly accepted common sense. So it is valid furthermore in spiritual realm. Get out of such Matrix. Faith transcends time and space!!!

続いて「YOUTUBE」です

【久々のGACKT】活動を休止していたGACKTが大阪で復帰後初めて公の場に登場　「やっとここまで回復しました」「ファンの皆様に歌声を届ける日も近いと思います」

スポニチチャンネル

チャンネル登録者数 5.1万人

139,938 回視聴 2022/06/18

重度の発声障害のため、昨年9月から活動を休止していた歌手のGACKT（48）が17日、大阪国際会議場（大阪市北区）で開催された「再生医療福祉支援基金　発起プロジェクト」の発表会見に出席。復帰後初めて公の場に姿を見せた。

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『脳とクオリア』より、自由意志と人間機械論

茂木健一郎の脳の教養チャンネル

@kenmogi

チャンネル登録者数 7.95万人

2,095 回視聴 2019/12/28

#もぎけん自著朗読

#脳とクオリア

『脳とクオリア』から、自由意志と人間機械論の部分を朗読しています。

LOVEマシーン

JAWSTMN

@JAWSTMN

チャンネル登録者数 803人

917,086 回視聴 2010/07/12

こうはく

【高画質】LOVEマシーン/モーニング娘。'17 × Sexy Zone

Sierra M

チャンネル登録者数 575人

64,632 回視聴 2021/11/27

LOVEマシーン/モーニング娘。'17 × Sexy Zone

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マトリックス・シフテド-Dr.Luke

Dr.Luke's Kingdom Fellowship:キングダム・フェローシップ

@DrLukeKarasawa

チャンネル登録者数 1310人

1,749 回視聴 2018/01/02

Dr.Luke's Kingdom Fellowship Bible Message

タイトル：「Matrix Shifted」

・Kingdom Fellowship Podcast⇒http://podcast.kingdomfellowship.com

・Kingdom Fellowship Ministries⇒http://www.kingdomfellowship.com

ムーアの法則とは？半導体の未来予測が現代まで継続した理由を解説

「教会もＡＩに対する積極的な取り組みを」　米南部バプテスト連盟が声明

2019年5月2日12時48分

有機体は量子マシンである―「常識」なるマトリックスを脱出せよ