Când se termină Legea lui Moore: 3 alternative la cipurile de silicon

Publicitate

Calculatoarele moderne sunt cu adevărat uimitoare, continuând să se îmbunătățească odată cu trecerea anilor. Unul dintre numeroasele motive pentru care s-a întâmplat acest lucru se datorează puterii de procesare mai bune. La fiecare 18 luni sau mai mult, numărul de tranzistoare care pot fi plasate pe cipurile de siliciu în circuitele integrate se dublează.

Aceasta este cunoscută sub numele de Legea lui Moore și a fost o tendință observată de cofondatorul Intel Gordon Moore în 1965. Din acest motiv, tehnologia a fost stimulată într-un ritm atât de rapid.

Ce este exact Legea lui Moore?

Legea lui Moore Care este Legea lui Moore și ce are de-a face cu tine? [FaceUseOf Explică]Norocul nu are nicio legătură cu Legea lui Moore. Dacă aceasta este asocierea pe care o aveai, o confundați cu Legea lui Murphy. Cu toate acestea, nu ai fost departe pentru că Legea lui Moore și Legea lui Murphy ... Citeste mai mult este observația că, pe măsură ce cipurile de computer devin mai rapide și mai eficiente din punct de vedere energetic, devenind mai ieftine. Este una dintre legile avansate de progres în cadrul ingineriei electronice și există de zeci de ani.

Totuși, într-o zi, Legea lui Moore va ajunge la un „sfârșit”. Deși ni se spune despre sfârșitul iminent de câțiva ani, aproape cu siguranță se apropie de etapele sale finale în actualul climat tehnologic.

Este adevărat că procesoarele sunt în mod constant mai rapide, mai ieftine și au mai multe tranzistoare împachetate pe ele. Cu fiecare nouă iterație a unui cip de computer, cu toate acestea, creșterea performanței este mai mică decât au fost odată.

Deși mai nou Unități centrale de procesare Ce este un procesor și ce face?Acronimele de calcul sunt confuze. Ce este oricum un procesor? Și am nevoie de un procesor quad sau dual-core? Ce zici de AMD sau Intel? Suntem aici pentru a ajuta la explicarea diferenței! Citeste mai mult (CPU) vin cu o arhitectură mai bună și specificații tehnice, îmbunătățirile pentru activitățile de zi cu zi legate de computer se micșorează și se produc mai lent.

De ce contează legea Moore?

Când Legea lui Moore se termină în cele din urmă, cipurile de siliciu nu vor găzdui tranzistoare suplimentare. Aceasta înseamnă că, pentru a progresa în continuare în tehnologie și pentru a genera următoarea generație de inovații, va trebui să fie o înlocuire a computerelor bazate pe siliciu.

Riscul este faptul că Legea lui Moore ajunge la o anumită dispariție, fără să existe un înlocuitor. Dacă se întâmplă acest lucru, progresul tehnologic, așa cum știm, ar putea fi oprit mort pe piesele sale.

Înlocuirile potențiale ale cipurilor de computer din silicon

Pe măsură ce progresul tehnologic modelează lumea noastră, calculul bazat pe siliciu se apropie rapid de limita sa. Viața modernă depinde de cipurile semiconductoare pe bază de siliciu care alimentează tehnologia noastră - de la computere la smartphone-uri și chiar echipamente medicale - și pot fi pornite și oprite.

Este important să știți că chipsurile pe bază de siliciu nu sunt încă „moarte” ca atare. Mai degrabă, acestea sunt mult peste nivelul lor maxim în ceea ce privește performanța. Aceasta nu înseamnă că nu ar trebui să ne gândim la ce le poate înlocui.

Calculatoarele și tehnologia viitoare vor trebui să fie mai agile și extrem de puternice. Pentru a furniza acest lucru, vom avea nevoie de ceva mult superior cu actualele cipuri de computer pe bază de siliciu. Acestea sunt trei înlocuitori potențiali:

1. Calcularea cuantică

Google, IBM, Intel și o serie întreagă de companii mai mici de start-up sunt într-o cursă pentru a livra foarte primele computere cuantice. Aceste computere vor oferi, cu puterea fizicii cuantice, o putere de procesare inimaginabilă livrată de „qubits”. Aceste vârfuri sunt mult mai puternice decât tranzistoarele de siliciu.

Înainte ca potențialul calculului cuantic să poată fi dezlănțuit, însă, fizicienii au multe obstacole de depășit. Unul dintre aceste obstacole este de a demonstra că mașina cuantică este supremă prin a fi mai bun la îndeplinirea unei sarcini specifice decât un cip computer.

2. Grafen și Nanotuburi de carbon

Descoperit în 2004, grafenul este un material cu adevărat revoluționar Ce este Grafenul? 7 moduri în care curând va revoluționa tehnicaÎn ultimii ani s-a vorbit mult despre grafen. Dar ce este exact? Și de ce oamenii sunt atât de entuziasmați de asta? De ce ar trebui să-ți pese? Citeste mai mult care a câștigat echipa din spatele său Premiul Nobel.

Este extrem de puternic, poate conduce energie electrică și căldură, are un atom de grosime cu o structură de zăpadă hexagonală și este disponibil în abundență. Cu toate acestea, pot trece ani înainte ca grafenul să fie disponibil pentru producție comercială.

Una dintre cele mai mari probleme cu care se confruntă grafenul este faptul că nu poate fi folosit ca un comutator. Spre deosebire de semiconductoarele de siliciu care pot fi activate sau dezactivate de un curent electric - acesta generează cod binar, zero și cele care fac calculatoarele să funcționeze - grafenul nu poate.

Aceasta ar însemna că, de exemplu, computerele pe bază de grafen nu ar putea fi oprite niciodată.

Grafenul și nanotuburile de carbon sunt încă foarte noi. Deși cipurile computerizate pe bază de siliciu au fost dezvoltate de zeci de ani, descoperirea grafenului are doar 14 ani. Dacă grafenul va înlocui siliciul în viitor, rămâne mult ce trebuie atins.

În ciuda acestui fapt, este, fără îndoială, în teorie, cel mai ideal înlocuitor pentru cipurile pe bază de siliciu. Gândiți-vă la laptopuri pliabile, tranzistoare super-rapide, telefoane care nu pot fi stricate. Toate acestea și multe altele sunt teoretic posibile cu grafenul.

3. Logica nanomagnetică

Grafenul și calculul cuantic arată promițător, dar la fel și nanomagnetele. Nanomagnetele folosesc logica nanomagnetică pentru a transmite și calcula date. Acestea fac acest lucru folosind stări de magnetizare bistabile, care sunt fixate litografic pe arhitectura celulară a unui circuit.

Logica nanomagnetică funcționează în același mod ca tranzistoarele pe bază de siliciu, dar în loc de pornire și oprit de tranzistoare pentru a crea cod binar, este comutarea stărilor de magnetizare care face acest. Folosind interacțiuni dipol-dipol - interacțiunea dintre polul nord și sud al fiecărui magnet - aceste informații binare pot fi procesate.

Deoarece logica nanomagnetică nu se bazează pe un curent electric, există un consum de energie foarte redus. Acest lucru le face înlocuirea ideală atunci când țineți cont de factorii de mediu.

Ce înlocuire a cipurilor de siliciu este cel mai probabil?

Calculul cuantic, grafenul și logica nanomagnetică sunt toate evoluții promițătoare, fiecare având propriile sale merite și dezavantaje.

Totuși, în ceea ce privește unul dintre ei, este în acest fel nanomagnets. Deoarece calculul cuantic nu mai este decât o teorie și probleme practice cu care se confruntă grafenul, calculul nanomagnetic pare să fie cel mai promițător succesor al circuitelor bazate pe siliciu.

Există încă un drum lung de parcurs. Moore's Law și cipurile computerizate pe bază de siliciu sunt încă relevante și ar putea trece cu zeci de ani până când avem nevoie de o înlocuire. Pana atunci, cine știe ce va fi disponibil IBM dezvăluie "creierul revoluționar pe un cip"Anunțată săptămâna trecută prin intermediul unui articol din Science, „TrueNorth” este ceea ce este cunoscut drept „cip neuromorf” - un cip computer conceput pentru a imita neuronii biologici, pentru utilizare în sisteme informatice inteligente precum Watson. Citeste mai mult . Se poate întâmpla ca tehnologia care va înlocui cipurile de computer actuale să fie încă descoperită.