Home-theater-designers
Współczesne komputery są naprawdę niesamowite, a z biegiem lat stale się poprawiają. Jednym z wielu powodów, dla których tak się stało, jest lepsza moc obliczeniowa. Mniej więcej co 18 miesięcy liczba tranzystorów, które można umieścić na krzemowych układach scalonych, podwaja się.
Jest to znane jako prawo Moore'a i był trendem zauważonym przez współzałożyciela Intela Gordona Moore'a w 1965 roku. To właśnie z tego powodu technologia została pobudzona w tak szybkim tempie.
Czym dokładnie jest prawo Moore'a?
Prawo Moore'a to obserwacja, że w miarę jak chipy komputerowe stają się szybsze i bardziej energooszczędne, a jednocześnie stają się tańsze w produkcji. Od dziesięcioleci jest to jedno z wiodących praw postępu w inżynierii elektronicznej.
Jednak pewnego dnia prawo Moore'a dobiegnie końca. Choć od kilku lat mówiono nam o zbliżającym się końcu, prawie na pewno zbliża się on do ostatniego etapu w obecnym klimacie technologicznym.
To prawda, że procesory są coraz szybsze, tańsze i mają na sobie coraz więcej tranzystorów. Jednak z każdą nową iteracją chipa komputerowego wzrost wydajności jest mniejszy niż kiedyś.
Chociaż nowszy Centralne Jednostki Przetwarzania (CPU) mają lepszą architekturę i specyfikacje techniczne, ulepszenia w codziennych czynnościach związanych z komputerem kurczą się i pojawiają się w wolniejszym tempie.
Dlaczego prawo Moore'a ma znaczenie?
Kiedy prawo Moore'a w końcu się „skończy”, chipy krzemowe nie będą mogły pomieścić dodatkowych tranzystorów. Oznacza to, że w celu dalszego postępu technologicznego i wprowadzenia innowacji następnej generacji, konieczne będzie zastąpienie komputerów krzemowych.
Ryzyko polega na tym, że prawo Moore'a dobiega końca bez zastąpienia go. Jeśli tak się stanie, postęp technologiczny, jaki znamy, może zostać zatrzymany na swoim torze.
Potencjalne zamienniki krzemowych chipów komputerowych
Ponieważ postęp technologiczny kształtuje nasz świat, przetwarzanie oparte na krzemie szybko zbliża się do swoich granic. Współczesne życie zależy od chipów półprzewodnikowych na bazie krzemu, które zasilają naszą technologię — od komputerów po smartfony, a nawet sprzęt medyczny — i które można włączać i wyłączać.
Ważne jest, aby wiedzieć, że chipy oparte na krzemie nie są jeszcze „martwe” jako takie. Raczej są już daleko poza szczytem pod względem wydajności. To nie znaczy, że nie powinniśmy myśleć o tym, co może je zastąpić.
Komputery i technologie przyszłości będą musiały być bardziej zwinne i niezwykle wydajne. Aby to osiągnąć, będziemy potrzebować czegoś znacznie lepszego niż obecne chipy komputerowe na bazie krzemu. Oto trzy potencjalne zamienniki:
1. Obliczenia kwantowe
Google, IBM, Intel i całe mnóstwo mniejszych firm rozpoczynających działalność jest w wyścigu o dostarczenie pierwszych komputerów kwantowych . Dzięki mocy fizyki kwantowej komputery te zapewnią niewyobrażalną moc obliczeniową dostarczaną przez kubity. Te kubity są znacznie potężniejsze niż tranzystory krzemowe.
Zanim jednak zostanie uwolniony potencjał obliczeń kwantowych, fizycy muszą pokonać wiele przeszkód. Jedną z tych przeszkód jest wykazanie, że maszyna kwantowa jest lepsza, ponieważ jest lepsza w wykonywaniu określonego zadania niż zwykły chip komputerowy.
2. Grafen i nanorurki węglowe
Odkryty w 2004 roku grafen jest prawdziwie rewolucyjnym materiałem, który zdobył stojący za nim zespół Nagrodę Nobla.
jak usunąć profil na Netfliksie
Jest niezwykle wytrzymały, może przewodzić prąd i ciepło, ma grubość jednego atomu o heksagonalnej strukturze sieciowej i jest dostępny w obfitości. Jednak mogą minąć lata, zanim grafen będzie dostępny do produkcji komercyjnej.
Jednym z największych problemów, z jakimi boryka się grafen, jest fakt, że nie można go używać jako przełącznika. W przeciwieństwie do półprzewodników krzemowych, które można włączać i wyłączać prądem elektrycznym --- to generuje kod binarny, zera i jedynek, które powodują działanie komputerów --- grafen nie.
Oznaczałoby to, że na przykład komputery oparte na grafenie nigdy nie mogłyby zostać wyłączone.
Grafen i nanorurki węglowe są wciąż bardzo nowe. Podczas gdy chipy komputerowe na bazie krzemu są opracowywane od dziesięcioleci, odkrycie grafenu ma dopiero 14 lat. Jeśli grafen ma w przyszłości zastąpić krzem, pozostaje jeszcze wiele do zrobienia.
mac os x nie może być zainstalowany na tym komputerze
Mimo to jest to niewątpliwie teoretycznie najdoskonalszy zamiennik chipów opartych na krzemie. Pomyśl o składanych laptopach, superszybkich tranzystorach, telefonach, których nie da się zepsuć. To wszystko i jeszcze więcej jest teoretycznie możliwe dzięki grafenowi.
3. Logika nanomagnetyczna
Grafen i obliczenia kwantowe wyglądają obiecująco, podobnie jak nanomagnesy. Nanomagnesy wykorzystują logikę nanomagnetyczną do przesyłania i obliczania danych. Robią to za pomocą bistabilnych stanów namagnesowania, które są litograficznie przymocowane do architektury komórkowej obwodu.
Logika nanomagnetyczna działa w taki sam sposób, jak tranzystory na bazie krzemu, ale zamiast włączania i wyłączania tranzystorów w celu utworzenia kodu binarnego, robi to przełączanie stanów namagnesowania. Używając interakcji dipol-dipol ---oddziaływanie między północnym i południowym biegunem każdego magnesu ---te binarne informacje mogą być przetwarzane.
Ponieważ logika nanomagnetyczna nie opiera się na prądzie elektrycznym, zużycie energii jest bardzo niskie. To sprawia, że są idealnym zamiennikiem, biorąc pod uwagę czynniki środowiskowe.
Która wymiana chipa krzemowego jest najbardziej prawdopodobna?
Obliczenia kwantowe, grafen i logika nanomagnetyczna to obiecujące osiągnięcia, z których każdy ma swoje zalety i wady.
Jeśli chodzi o to, który z nich jest obecnie liderem, jest to nanomagnesy . Ponieważ obliczenia kwantowe wciąż są tylko teorią i praktycznymi problemami, z jakimi boryka się grafen, obliczenia nanomagnetyczne wydają się być najbardziej obiecującym następcą obwodów opartych na krzemie.
Jednak przed nami jeszcze długa droga. Prawo Moore'a i chipy komputerowe oparte na krzemie są nadal aktualne i mogą minąć dziesięciolecia, zanim będziemy potrzebować wymiany. Do tego czasu, kto wie, co będzie dostępne. Być może technologia, która zastąpi obecne chipy komputerowe, nie została jeszcze odkryta.
Udział Udział Ćwierkać E-mail Canon kontra Nikon: która marka aparatu jest lepsza?Canon i Nikon to dwie największe marki w branży aparatów fotograficznych. Ale która marka oferuje lepszą gamę aparatów i obiektywów?
Czytaj dalej Powiązane tematy- Wyjaśnienie technologii
- prawo Moore'a
Luke jest absolwentem prawa i niezależnym pisarzem technologii z Wielkiej Brytanii. Zajmuje się technologią od najmłodszych lat, jego główne zainteresowania i obszary specjalizacji obejmują cyberbezpieczeństwo i nowe technologie, takie jak sztuczna inteligencja.
Więcej od Luke'a JamesaZapisz się do naszego newslettera
Dołącz do naszego newslettera, aby otrzymywać porady techniczne, recenzje, bezpłatne e-booki i ekskluzywne oferty!
Kliknij tutaj, aby zasubskrybować