Når Moores lov slutter: 3 alternativer til silisiumspon

Annonse

Moderne datamaskiner er virkelig fantastiske, og fortsetter å forbedre seg etter hvert som årene går. En av de mange grunnene til at dette har skjedd skyldes bedre prosessorkraft. Hver 18. måned eller så dobler antallet transistorer som kan plasseres på silisiumflisene i integrerte kretsløp.

Dette er kjent som Moore's Law og var en trend lagt merke til av Intel-grunnlegger Gordon Moore tilbake i 1965. Det er av denne grunn at teknologien har blitt ansporet i så raskt tempo.

Hva er egentlig Moore lov?

Mores lov Hva er Moores lov, og hva har det å gjøre med deg? [MakeUseOf Explains]Uflaks har ingenting med Moore's lov å gjøre. Hvis det er foreningen du hadde, forveksler du det med Murphys lov. Imidlertid var du ikke langt unna fordi Moores lov og Murphys lov ... Les mer er observasjonen at etter hvert som datamaskinbrikker blir raskere og mer energieffektive, samtidig som de blir billigere å produsere. Det er en av de ledende progresjonslovene innen elektronisk prosjektering og har vært i flere tiår.

En dag vil imidlertid Moore's Law komme til en slutt. Selv om vi har blitt fortalt om det forestående slutten i flere år, nærmer det seg nesten de siste stadiene i det nåværende teknologiske klimaet.

Det er sant at prosessorer stadig blir raskere, billigere og har flere transistorer pakket på dem. Med hver nye iterasjon av en datamaskinbrikke er imidlertid ytelsesøkningene mindre enn de en gang var.

Mens nyere Sentrale behandlingsenheter Hva er en CPU og hva gjør den?Å beregne akronymer er forvirrende. Hva er en CPU likevel? Og trenger jeg en fir- eller dual-core prosessor? Hva med AMD, eller Intel? Vi er her for å forklare forskjellen! Les mer (CPUer) har bedre arkitektur og tekniske spesifikasjoner. Forbedringene for hverdags datamaskinrelaterte aktiviteter krymper og forekommer i en lavere takt.

Hvorfor er Moores lovsak?

Når Moore's Law endelig "slutter", vil ikke silisiumflis romme ekstra transistorer. Dette betyr at for å videreutvikle teknologi og bringe neste generasjon innovasjoner, må det være en erstatning for silisiumbasert databehandling.

Risikoen er at Moores lov kommer til sin viss undergang uten at det er noen erstatning. Hvis dette skjer, kan teknologisk fremgang slik vi kjenner den bli stoppet død i dens spor.

Potensielle utskiftninger av Silicon Computer Chips

Når teknologisk fremgang former vår verden, nærmer silisiumbasert databehandling seg raskt sin grense. Det moderne livet er avhengig av silisiumbaserte halvlederbrikker som driver teknologien vår - fra datamaskiner til smarttelefoner og til og med medisinsk utstyr - og kan slås av og på.

Det er viktig å vite at silisiumbaserte chips ennå ikke er "døde" som sådan. Snarere er de langt forbi toppen når det gjelder ytelse. Det betyr ikke at vi ikke skal tenke på hva som kan erstatte dem.

Datamaskiner og fremtidig teknologi må være mer smidige og ekstremt kraftige. For å levere dette, trenger vi noe som er langt bedre enn dagens silisiumbaserte datamaskinbrikker. Dette er tre potensielle erstatninger:

1. Kvanteberegning

Google, IBM, Intel og en rekke mindre oppstartsbedrifter er i et løp for å levere aller første kvantecomputere. Disse datamaskinene vil med kraften fra kvantefysikk levere ufattelig prosessorkraft levert av ‘qubits’. Disse qubits er langt kraftigere enn silisiumtransistorer.

Før potensialet i kvanteberegning kan slippes løs, har fysikere imidlertid mange hindringer å overvinne. Et av disse hindringene er å demonstrere at kvantemaskinen er suveren ved å være flinkere til å fullføre en spesifikk oppgave enn en vanlig datamaskinbrikke.

2. Grafene og karbon nanorør

Oppdaget i 2004, grafen er et virkelig revolusjonerende materiale Hva er grafen? 7 måter det snart vil revolusjonere teknologienDe siste årene har det vært mye snakk om grafen. Men hva er det akkurat? Og hvorfor er folk så begeistret for det? Hvorfor skal du bry deg? Les mer som vant laget bak Nobelprisen.

Den er ekstremt sterk, den kan lede strøm og varme, den er et atom i tykkelse med en sekskantet gitterstruktur, og den er tilgjengelig i overflod. Det kan imidlertid gå år før grafen er tilgjengelig for kommersiell produksjon.

Et av de største problemene som grafen står overfor, er det faktum at den ikke kan brukes som en bryter. I motsetning til silisium halvledere som kan slås av eller på med en elektrisk strøm - dette genererer binær kode, nullene og de som får datamaskiner til å fungere - kan ikke grafen.

Dette vil bety at for eksempel grafenbaserte datamaskiner aldri kunne slås av.

Grafen og karbon nanorør er fremdeles veldig nye. Mens silisiumbaserte databrikker har blitt utviklet i flere tiår, er grafenens oppdagelse bare 14 år gammel. Hvis grafen skal erstatte silisium i fremtiden, er det fortsatt mye som må oppnås.

Til tross for dette er det utvilsomt, i teorien, den mest ideelle erstatningen for silisiumbaserte flis. Tenk på sammenleggbare bærbare datamaskiner, supersnelle transistorer, telefoner som ikke kan ødelegges. Alt dette og mer er teoretisk mulig med grafen.

3. Nanomagnetisk logikk

Grafene og kvanteberegning ser lovende ut, men det gjør nanomagneter. Nanomagneter bruker nanomagnetisk logikk for å overføre og beregne data. De gjør dette ved å bruke bistable magnetiseringstilstander som er litografisk festet til kretsens cellearkitektur.

Nanomagnetisk logikk fungerer på samme måte som silisiumbaserte transistorer, men i stedet for å slå på og av transistorene for å lage binær kode, er det byttet av magnetiseringstilstander som gjør det dette. Ved hjelp av dipol-dipol-interaksjoner - samspillet mellom nord- og sørpolen for hver magnet - kan denne binære informasjonen behandles.

Fordi nanomagnetisk logikk ikke er avhengig av en elektrisk strøm, er det et veldig lavt strømforbruk. Dette gjør dem til den ideelle erstatningen når du tar hensyn til miljøfaktorer.

Hvilken erstatning av silisiumspon er mest sannsynlig?

Kvanteberegning, grafen og nanomagnetisk logikk er alle lovende utviklinger, hver med sine egne fordeler og ulemper.

Når det gjelder hvilken som for øyeblikket leder an nanomagnets. Siden kvanteberegning fremdeles ikke er annet enn en teori og praktiske problemer med grafen, ser nanomagnetisk databehandling ut som den den mest lovende etterfølgeren til silisiumbaserte kretsløp.

Det er fortsatt en lang vei å gå. Moore's Law og silisiumbaserte datamaskinbrikker er fremdeles relevante, og det kan gå flere tiår før vi trenger en erstatning. Innen da, hvem vet hva som vil være tilgjengelig IBM avslører revolusjonerende "hjerne på en chip"Forkynnet forrige uke via en artikkel i Science, "TrueNorth" er det som er kjent som en "nevromorf chip" - en datamaskinbrikke designet for å imitere biologiske nevroner, for bruk i intelligente datasystemer som Watson. Les mer . Det kan være tilfelle at teknologien som vil erstatte nåværende datamaskinbrikker ennå ikke er oppdaget.