1.4 技术趋势
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如果一个指令集架构要占上风，它必须被设计成能在计算机技术的快速变化中生存。毕竟，一个成功的新指令集架构可能会持续几十年--例如，IBM大型机的处理器已经持续使用了50多年。设计者必须对技术的变化进行规划，这些变化可以增加一台计算机的寿命。
为了规划计算机的发展，设计者必须意识到实施技术的快速变化。有五种实施技术，它们的变化速度非常快，对现代的实施工作至关重要：
集成逻辑电路--从历史上看，晶体管密度每年增加约35%，在四年内翻了几番。芯片尺寸的增加不太容易预测，而且速度较慢，每年10%至20%不等。综合效果是芯片上晶体管数量的传统增长率为每年约40%-55%，或每18-24个月翻一番。这一趋势被通俗地称为摩尔定律。正如我们在下面讨论的那样，器件速度的扩展更为缓慢。令人震惊的是，摩尔定律已经不复存在。每个芯片的器件数量仍在增加，但速度在下降。与摩尔定律时代不同，我们预计每一代新技术的翻倍时间都会被拉长。
半导体DRAM（dynamic random-access memory， 动态随机访问存储器）--这项技术是主存储器的基础，我们将在中讨论它。DRAM的增长已经急剧放缓，从过去的每三年翻两番。8Gb的DRAM在2014年出货，但是16Gb的DRAM要到2019年才能达到这个状态，而且看起来不会有32Gb的DRAM（Kim，2005）。提到了其他几种技术，当DRAM遇到容量墙时，它们可能会取代DRAM。
半导体闪存（electrically erasable programmable read-only memory，电可擦除可编程只读存储器）--这种非易失性半导体存储器是PMD的标准存储设备，它的迅速普及助长了其容量的快速增长。近年来，每个闪存芯片的容量每年增加约50%-60%，大约每2年翻一番。目前，闪存的每比特价格比DRAM便宜8-10倍。介绍了闪存。
磁盘-在1990年之前，密度每年增加约30%，三年内翻了一番。此后，它上升到每年60%，并在1996年增加到每年100%。在2004年和2011年之间，它回落到每年约40%，或每两年翻一番。最近，磁盘的改进已经放缓到每年不到5%。增加磁盘容量的一个方法是在相同的面积密度下增加更多的盘片，但在3.5英寸规格的磁盘的一英寸深度内已经有七个盘片。最多可以增加一到两个盘片。真正提高密度的最后一个希望是在每个磁盘读写头上使用一个小型激光器，将一个30纳米的点加热到400℃，以便在它冷却之前可以用磁力写入（温度辅助的磁力写入，Heat Assisted Magnetic Recording，HAMR）。虽然希捷公司宣布计划在2018年有限地生产HAMR，但目前还不清楚热辅助磁记录是否能够经济和可靠地制造。HAMR是继续提高硬盘面积密度的最后机会，现在每比特比闪存便宜8-10倍，每比特比DRAM便宜200-300倍。这项技术是服务器和仓库规模存储的核心，我们在中详细讨论了这一趋势。
网络-网络性能既取决于交换机的性能，也取决于传输系统的性能。我们在中讨论了网络的发展趋势。
这些快速变化的技术塑造了计算机的设计，在速度和技术提升的加持下，其设计寿命可能为3-5年。像Flash这样的关键技术的变化非常大，设计者必须为这些变化做出计划。事实上，设计者经常为下一个技术进行设计，因为他们知道，当产品开始批量出货时，下一个技术可能是最具成本效益的，或者可能具有性能优势。传统上，成本下降的速度与（译者注：器件的）密度增加的速度差不多。
尽管技术在不断改进，但这些改进的影响可能是不连续的飞跃，因为达到了一个允许新能力的瓶颈。例如，当MOS技术在20世纪80年代初达到一个点，即25,000到50,000个晶体管可以装在一个芯片上时，建立一个单芯片的32位微处理器成为可能。到20世纪80年代末，一级缓存可以放在一个芯片上。通过消除处理器内部和处理器与高速缓存之间的芯片交叉，成本-性能和能耗-性能的大幅改善成为可能。在技术发展到一定程度之前，这种设计是根本不可行的。随着多核微处理器和每一代内核数量的增加，即使是服务器计算机也越来越趋向于所有处理器都使用单一芯片。这样的技术瓶颈并不罕见，而且对各种设计决策都有重大影响。