Kun Mooren laki loppuu: 3 vaihtoehtoa piisirulle

Mainos

Nykyaikaiset tietokoneet ovat todella uskomattomia, ja niitä parannetaan edelleen vuosien mittaan. Yksi monista syistä, miksi näin on tapahtunut, johtuu paremmasta prosessointitehosta. Jokaisen 18 kuukauden välein, integroituihin piireihin piisirulle asetettavien transistorien määrä kaksinkertaistuu.

Tätä kutsutaan Mooren lakiksi ja se oli trendi, jonka Intelin perustaja Gordon Moore huomasi vuonna 1965. Juuri tästä syystä tekniikkaa on kehitetty niin nopeasti.

Mikä tarkalleen on Mooren laki?

Mooren laki Mikä on Mooren laki ja mitä sillä on sinun kanssasi? [MakeUseOf selittää]Huonolla onnella ei ole mitään tekemistä Mooren lain kanssa. Jos se on yhdistys, joka sinulla oli, sekoitat sen Murphyn lakiin. Et kuitenkaan olleet kaukana, koska Mooren laki ja Murphyn laki ... Lue lisää on huomautus, että kun sirut muuttuvat nopeammiksi ja energiatehokkaammiksi, samalla kun niistä tulee halvempia tuottaa. Se on yksi sähkötekniikan johtavista etenemislaista ja se on ollut vuosikymmenien ajan.

Eräänä päivänä Mooren laki tulee kuitenkin loppumaan. Vaikka meille on kerrottu lähestyvästä loppupäästä usean vuoden ajan, se lähestyy melkein varmasti viimeisiä vaiheitaan nykyisessä teknologisessa ilmapiirissä.

On totta, että prosessorit ovat jatkuvasti nopeampia, halvempia ja että niiden transistoreita on pakattu enemmän. Jokaisella uudella tietokonepiirin toistolla suorituskyvyn lisäys on kuitenkin pienempi kuin aikaisemmin.

Vaikka uudempi Keskusyksiköt Mikä on CPU ja mitä se tekee?Lyhenteiden laskenta on hämmentävää. Mikä prosessori on joka tapauksessa? Tarvitsenko nelin- tai kaksoisydinsuorittimen? Entä AMD tai Intel? Olemme täällä auttaaksemme selittämään eron! Lue lisää (CPU) on parempi arkkitehtuuri ja tekniset tiedot, päivittäisiin tietokoneisiin liittyvien toimintojen parannukset vähenevät ja tapahtuvat hitaammin.

Miksi Mooren laki on tärkeätä?

Kun Mooren laki lopulta loppuu, piisirut eivät sovi ylimääräisiin transistoreihin. Tämä tarkoittaa, että tekniikan kehityksen edistämiseksi ja seuraavan sukupolven innovaatioiden saavuttamiseksi piipohjainen tietojenkäsittely on korvattava.

Riski on, että Mooren laki tulee tiettyyn loppumiseensa ilman korvaamista. Jos näin tapahtuu, tekniikan kehitys kuten tiedämme, se voidaan pysäyttää kuolleena sen teille.

Pii-tietokonepiirien mahdolliset korvaukset

Kun tekniikan kehitys muotoilee maailmaa, piipohjainen tietojenkäsittely lähestyy nopeasti rajojaan. Nykyaikainen elämä riippuu piipohjaisista puolijohdepiireistä, jotka ohjaavat tekniikkaamme - tietokoneista älypuhelimiin ja jopa lääkinnällisiin laitteisiin - ja voidaan kytkeä päälle ja pois päältä.

On tärkeää tietää, että piipohjaiset sirut eivät ole sellaisenaan vielä "kuolleita". Pikemminkin he ovat saavuttaneet suorituskyvyn huippunsa. Tämä ei tarkoita, että meidän ei pitäisi miettiä, mikä voi korvata ne.

Tietokoneiden ja tulevaisuuden tekniikan on oltava ketterämpiä ja erittäin tehokkaita. Tämän toimittamiseksi tarvitsemme jotain paljon parempaa kuin nykyiset piipohjaiset tietokonepiirit. Nämä ovat kolme potentiaalista korvaamista:

1. Kvanttilaskenta

Google, IBM, Intel ja joukko pienempiä aloittavia yrityksiä kilpailevat toimittaakseen ensimmäiset kvantitietokoneet. Nämä tietokoneet toimittavat kvanttifysiikan voimalla käsittämättömän prosessointitehon, jota "kvbitit" toimittavat. Nämä kvbitit ovat paljon tehokkaampia kuin piitransistorit.

Ennen kuin kvanttilaskennan potentiaali voidaan vapauttaa, fyysikoilla on kuitenkin monia esteitä voittamiseen. Yksi näistä esteistä on osoittaa, että kvantikone on ylin, kun se suorittaa paremmin tietyn tehtävän kuin tavallinen tietokonepiiri.

2. Grafeeni ja hiilinanoputket

Löydetty vuonna 2004, grafeeni on todella vallankumouksellinen materiaali Mikä on grafeeni? 7 tapaa, jolla se pian mullistaa tekniikanGrafeenista on puhuttu paljon viime vuosina. Mutta mikä se on tarkalleen? Ja miksi ihmiset ovat niin innostuneita siitä? Miksi sinun pitäisi välittää? Lue lisää joka voitti joukkueen takana Nobel-palkinnon.

Se on erittäin vahva, se voi johtaa sähköä ja lämpöä, se on yhden atomin paksuinen, kuusikulmaisella hilarakenteella, ja sitä on saatavana runsaasti. Voi kuitenkin kulua vuosia, ennen kuin grafeenia on saatavana kaupalliseen tuotantoon.

Yksi suurimmista grafeenin ongelmista on se, että sitä ei voida käyttää kytkimenä. Toisin kuin piipuolijohteissa, jotka voidaan kytkeä päälle tai pois päältä sähkövirralla - tämä tuottaa binaarikoodin, nollat ​​ja ne, jotka saavat tietokoneet toimimaan - grafeeni ei voi.

Tämä tarkoittaisi, että esimerkiksi grafeenipohjaisia ​​tietokoneita ei koskaan voita sammuttaa.

Grafeeni ja hiilinanoputket ovat edelleen hyvin uusia. Pii-pohjaisia ​​tietokonepiirejä on kehitetty vuosikymmenien ajan, mutta grafeenin löytö on vasta 14 vuotta vanha. Jos grafeeni korvaa tulevaisuudessa piin, on vielä paljon tehtävää.

Siitä huolimatta se on teoriassa epäilemättä ihanteellisin korvaus piipohjaisiin siruihin. Ajattele taitettavia kannettavia tietokoneita, erittäin nopeita transistoreita, puhelimia, joita ei voi rikkoa. Kaikki tämä ja enemmän on teoreettisesti mahdollista grafeenilla.

3. Nanomagneettinen logiikka

Grafeeni ja kvanttilaskenta näyttävät lupaavilta, mutta niin myös nanomagneetit. Nanomagneetit käyttävät nanomagneettista logiikkaa tiedon siirtämiseen ja laskemiseen. He tekevät tämän käyttämällä bistabiilia magnetointitilaa, joka on kiinnitetty litografisesti piirin soluarkkitehtuuriin.

Nanomagneettinen logiikka toimii samalla tavalla kuin piipohjaiset transistorit, mutta kytkemisen sijasta ja transistorien virran katkaisemiseksi binaarikoodin luomiseksi tapahtuu magnetointitilojen kytkentä Tämä. Käyttämällä dipoli-dipoli-vuorovaikutuksia - kunkin magneetin pohjoisen ja eteläisen navan välistä vuorovaikutusta - tämä binaaritieto voidaan käsitellä.

Koska nanomagneettinen logiikka ei ole riippuvainen sähkövirrasta, virrankulutus on erittäin pieni. Tämä tekee niistä ihanteellisen korvauksen, kun otat huomioon ympäristötekijät.

Mikä piisirun korvaaminen on todennäköisintä?

Kvanttilaskenta, grafeeni ja nanomagneettinen logiikka ovat lupaavia kehityksiä, jokaisella on omat hyödyt ja haitat.

Se, kumpi on tällä hetkellä tiellä, on kuitenkin nanomagneettien. Koska kvanttilaskenta ei ole vielä muuta kuin grafeenin kohtaama teoria ja käytännön ongelmat, nanomagneettinen laskenta näyttää siltä, ​​että se on luupohjaisten piipohjien lupaavin seuraaja.

Edessä on kuitenkin vielä pitkä matka. Mooren laki ja piipohjaiset tietokonepiirit ovat edelleen merkityksellisiä, ja voi olla tarpeen vuosikymmeniä ennen kuin tarvitsemme korvaamista. Siihen mennessä, kuka tietää mitä on saatavana IBM paljastaa vallankumouksellisen "aivot sirulla"Viime viikolla julkaistiin Science-artikkelissa, "TrueNorth" tunnetaan nimellä "neuromorfinen siru" - tietokonepiiri, joka on suunniteltu jäljittelemään biologisia neuroneja, käytettäväksi älykkäissä tietokonejärjestelmissä, kuten Watson. Lue lisää . Voi olla, että tekniikkaa, joka korvaa nykyiset tietokonepiirit, ei ole vielä löydetty.