컴퓨터과학이나 전기전자공학 분야에서 연구개발에 종사하는 사람들은 Gordon Moore라는 이름을 한번쯤은 들어 보았을 것이다. Gordon Moore(1) 박사는 Moore의 법칙으로 유명한 사람이다.
Gordon Moore 박사는 1929년 1월 3일, 미국 캘리포니아 주의 샌프란시스코에서 태어났다. 그리고 Gordon Moore 박사는 1954년에 Caltech (California Institute of Technology, www.caltech.edu)에서 ‘Chemistry and Physics’로 박사학위를 받았고, 1965년 4월 19일에 ‘Electronics’라는 잡지에 Moore의 법칙에 대한 글을 싣게 된다(2). 물론 제목은 이것이 아니었지만, 여기에 나온 내용을 Moore의 법칙(3)으로 부르게 되었던 것이다.
Moore의 법칙은 1965년에 시작되었다. 당시 Fairchild Semiconductor의 R&D 이사였던 Gordon Moore는 트랜지스터, 저항, 다이오드와 같은 부품들이 하나의 집적 회로 칩에 얼마나 많이 들어갈 수 있는지 연구했다. Gordon Moore는 부품 밀도가 매년 두 배로 증가하고 있다는 사실에 주목했고, 이러한 추세가 최소 10년 동안 지속될 것이라고 예측했다. 그 후 1975년이 되어서 Gordon Moore는 자신의 예측을 수정하게 된다. 매년 두 배로 증가하는 대신, 2년마다 두 배로 증가하는 것으로 수정했는데, 오늘날 대부분의 사람들이 인용하는 버전이다.
Moore의 법칙은 중력과 같은 물리 법칙이 아니라 과거 데이터에 기반한 경험적 관찰이지만, 반도체 산업의 주요 이슈로 떠올랐으며, 수십 년 동안 반도체 디자인 및 R&D의 방향을 제시해 오게 되었다. 이러한 추세 덕분에 전자 디바이스는 훨씬 더 빠르고, 더 작고, 더 저렴 해졌는데, 예를 들어, 현대 스마트폰이 데스크탑 컴퓨터를 어떻게 앞지르고 있는지 생각해 보면, Moore의 법칙은 이러한 발전과 성장에 큰 역할을 했다고 할 수 있다.
기본적으로 어떤 면에서는 “더 강력한 성능, 더 작은 크기, 더 저렴한 가격”을 의미하기도 하는데, 이런 현상은 자연스럽게 발생한 것이다. 일종의 선순환 구조를 만들어냈다. 칩이 더 강력해지고 저렴해짐에 따라 더 많은 사람들이 사용할 수 있게 되었고, 이는 디지털 세상의 혁신을 더욱 가속화했다. 그렇기 때문에 Moore의 법칙은 때때로 자기실현적 예언으로 여겨지기도 한다.
집적회로가 개발된 지 겨우 6년밖에 되지 않은 1965년에 Gordon Moore는 Moore’s Law을 제시했는데, 이 법칙은 이후 마이크로칩 개발의 지침이 되었는데 Gordon Moore는 Fairchild Semiconductor의 연구개발 책임자였고, Robert Noyce가 1959년 집적회로를 고안했던 바로 그 회사였다.
Moore의 법칙은 집적 회로의 트랜지스터 수가 2년마다 두 배로 증가하며, 비용 상승은 최소화된다고 관찰된 결과이다. 인텔의 공동 창립자 Gordon Moore는 1965년에 발표한 논문에서 향후 10년 동안 매년 트랜지스터 수가 두 배로 증가할 것이라고 예측했지만, 10년 후인 1975년에 Gordon Moore는 이를 2년마다 두 배로 증가한다는 것으로 수정했다고 했다. 새로운 추세에 기반한 이러한 추정은 거의 60년 동안 반도체 산업의 지침이 되어 온 것이다(4).
Moore의 법칙은 반도체 혁명의 근간이 되는 법칙이다. ‘퍼스널 컴퓨터’ 시대를 열었고, 모바일 혁명을 가능하게 했으며, IoT를 가능하게 했고, 클라우드 컴퓨팅 세계에서 놀라운 혁신 속도의 기반이 되었다고 전해진다(5).
Gordon Moore가 1965년에 제시한 Moore의 법칙은 마이크로 칩의 트랜지스터 수가 약 2년마다 두 배로 증가하고 비용은 감소할 것이라고 예측했다. 비록 과학적 법칙은 아니었지만, 이 법칙은 수십 년 동안 기술 산업의 핵심 동력이 되어 컴퓨팅 성능과 비용 효율성의 기하급수적인 성장을 가능하게 했다. 이러한 추세는 전자 산업을 비롯한 의료, 교육, 운송 등 다양한 산업의 발전을 근본적으로 이끌었다.
2025년까지 Moore의 법칙은 여전히 영향력을 유지하지만, 트랜지스터 소형화의 물리적 한계로 인해 그 타당성이 의문시되고 있다. 부품이 원자 단위의 크기에 접근함에 따라 방열 및 제조 비용과 같은 문제가 더 이상의 발전을 가로막고 있다. 이러한 장애물에도 불구하고 기업들은 2nm 트랜지스터를 인쇄할 수 있는 ‘High NA Extreme Ultraviolet Lithography’와 같은 신기술과 양자 컴퓨팅 및 고급 소프트웨어와 같은 대안을 모색하며 혁신을 계속하고 있다. Moore의 법칙은 스마트폰부터 데이터 센터에 이르기까지 컴퓨팅 디바이스를 더 빠르고, 더 작고, 더 저렴하게 만들어 왔다. 원래의 궤적이 종착점에 다다랐을 지 몰라도, 그 근본적인 아이디어는 앞으로도 컴퓨팅과 반도체 디자인의 지속적인 발전에 영감을 불어넣을 것이다.
언급된 각주의 내용
(1) Gordon Moore, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Gordon_Moore
(2) Cramming More Components onto Integrated Circuits, Moore’s Law, https://www.intel.com/content/www/us/en/history/virtual-vault/articles/moores-law.html
(3) Moore’s Law, https://newsroom.intel.com/press-kit/moores-law
(4) 50 Years of Moore’s Law: IEEE Spectrum Report, https://perspectives.mvdirona.com/2015/04/50-years-of-moores-law-ieee-spectrum-report/
(5) Understanding Moore’s Law: Is It Still Relevant in 2025?, 2025, https://www.investopedia.com/terms/m/mooreslaw.asp
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