Kad beidzas Mūra likums: 3 alternatīvas silīcija mikroshēmām

Reklāma

Mūsdienu datori ir patiesi pārsteidzoši, un gadu gaitā turpina pilnveidoties. Viens no daudzajiem iemesliem, kāpēc tas ir noticis, ir saistīts ar labāku apstrādes jaudu. Aptuveni ik pēc 18 mēnešiem tranzistoru skaits, ko var ievietot uz silīcija mikroshēmām integrētajās shēmās, divkāršojas.

To sauc par Mūra likumu, un tā bija tendence, kuru 1965. gadā pamanīja Intel līdzdibinātājs Gordons Mūrs. Šī iemesla dēļ tehnoloģija ir tikusi strauji attīstīta.

Kas īsti ir Mūra likums?

Mūra likums Kas ir Mūra likums, un kā tam ir sakara ar jums? [MakeUseOf skaidrojumi]Neveiksmīgajai veiksmei nav nekā kopīga ar Mūra likumu. Ja tā ir asociācija, kas jums bija, jūs to sajaucat ar Mērfija likumu. Tomēr jūs nebijāt tālu, jo Mūra likums un Mērfija likums ... Lasīt vairāk ir novērojums, ka, tā kā datoru mikroshēmas kļūst ātrākas un energoefektīvākas, vienlaikus kļūstot lētākas ražot. Tas ir viens no vadošajiem progresēšanas likumiem elektroniskajā inženierijā un ir bijis gadu desmitiem ilgi.

Tomēr kādu dienu Mūra likums beigsies. Kaut arī mums vairākus gadus tika stāstīts par gaidāmajām beigām, pašreizējā tehnoloģiskajā klimatā tas gandrīz noteikti tuvojas savam pēdējam posmam.

Tā ir taisnība, ka procesori pastāvīgi kļūst ātrāki, lētāki un viņiem ir iesaiņots vairāk tranzistoru. Ar katru jaunu datora mikroshēmas atkārtojumu veiktspējas palielinājums ir mazāks nekā tas bija kādreiz.

Kaut arī jaunāka Centrālās apstrādes vienības Kas ir centrālais procesors un ko tas dara?Akronīmu skaitļošana ir mulsinoša. Kas tik un tā ir CPU? Un vai man ir nepieciešams četrkodolu vai divkodolu procesors? Kā ar AMD vai Intel? Mēs esam šeit, lai palīdzētu izskaidrot atšķirību! Lasīt vairāk (CPU) ir labāka arhitektūra un tehniskās specifikācijas, uzlabojumi ikdienas darbībām, kas saistītas ar datoru, sarūk un notiek lēnāk.

Kāpēc Mūra likums ir svarīgs?

Kad Mūra likums beidzot izbeidzas, silīcija mikroshēmas neietilps papildu tranzistorus. Tas nozīmē, ka, lai turpinātu tehnoloģiju attīstību un ieviestu nākamās paaudzes jauninājumus, būs jāaizstāj ar silīciju balstīta skaitļošana.

Risks ir, ka Mūra likumi nonāk līdz zināmai izzušanai, bez aizvietošanas. Ja tas notiks, tehnoloģiskais progress, kā mēs zinām, to varētu apturēt mirušu.

Silikona datoru mikroshēmu iespējamās nomaiņas

Tā kā tehnoloģiskais progress veido mūsu pasauli, uz silīcija balstīta skaitļošana ātri sasniedz savu robežu. Mūsdienu dzīve ir atkarīga no silikona bāzes pusvadītāju mikroshēmām, kas darbina mūsu tehnoloģijas - no datoriem līdz viedtālruņiem un pat medicīnas iekārtām - un tās var ieslēgt un izslēgt.

Ir svarīgi zināt, ka mikroshēmas, kuru pamatā ir silīcijs, vēl nav “mirušas”. Drīzāk snieguma ziņā viņi ir tālu pārsnieguši savu virsotni. Tas nenozīmē, ka mums nevajadzētu domāt par to, kas viņus varētu aizstāt.

Datoriem un nākotnes tehnoloģijām būs jābūt veiklākām un ārkārtīgi jaudīgām. Lai to piegādātu, mums būs nepieciešams kaut kas daudz pārāks par pašreizējām silikona bāzes mikroshēmām. Šīs ir trīs iespējamās aizstāšanas:

1. Kvantu skaitļošana

Google, IBM, Intel un virkne mazāku jaundibinātu uzņēmumu sacenšas piegādāt pirmie kvantu datori. Šie datori ar kvantu fizikas jaudu nodrošinās neiedomājamu apstrādes jaudu, ko nodrošina “kvīti”. Šīs kvintes ir daudz jaudīgākas nekā silīcija tranzistori.

Pirms nevar izmantot kvantu skaitļošanas potenciālu, tomēr fiziķiem ir jāpārvar daudz šķēršļu. Viens no šiem šķēršļiem ir parādīt, ka kvantu mašīna ir visaugstākā, jo tā labāk veic konkrētu uzdevumu nekā parasta datora mikroshēma.

2. Grafēna un oglekļa nanocaurules

Atklāts 2004. gadā, grafēns ir patiesi revolucionārs materiāls Kas ir grafēns? 7 veidi, kā tas drīz pārveidos tehnoloģijuPēdējo gadu laikā par grafēnu ir runāts daudz. Bet kas tas īsti ir? Un kāpēc cilvēki ir tik satraukti par to? Kāpēc jums vajadzētu rūpēties? Lasīt vairāk kas ieguva komandu, kas aiz tā ieguva Nobela prēmiju.

Tas ir ārkārtīgi spēcīgs, tas var vadīt elektrību un siltumu, tas ir viena atoma biezumā ar sešstūra režģa struktūru, un tas ir pieejams pārpilnībā. Var paiet gadi, kamēr grafēns ir pieejams komerciālai ražošanai.

Viena no lielākajām grafēna problēmām ir fakts, ka to nevar izmantot kā slēdzi. Atšķirībā no silīcija pusvadītājiem, kurus var ieslēgt vai izslēgt ar elektrisko strāvu - tas rada bināru kodu, nulles un tādas, kas liek datoriem darboties - grafēns to nevar.

Tas nozīmētu, ka, piemēram, datorus, kas balstīti uz grafēnu, nekad nevarētu izslēgt.

Grafēna un oglekļa nanocaurules joprojām ir ļoti jaunas. Kaut arī silikona bāzes mikroshēmas tika izstrādātas gadu desmitiem ilgi, grafēna atklājums ir tikai 14 gadus vecs. Ja nākotnē grafēnu nomainīs silīcijs, vēl ir daudz kas jāpanāk.

Neskatoties uz to, teorētiski tas neapšaubāmi ir visizdevīgākais silīcija bāzes mikroshēmu aizstājējs. Padomājiet par salokāmiem klēpjdatoriem, īpaši ātriem tranzistoriem, tālruņiem, kurus nevar sabojāt. Tas viss un vēl vairāk teorētiski ir iespējams ar grafēna palīdzību.

3. Nanomagnētiskā loģika

Grafēna un kvantu skaitļošana izskatās daudzsološi, bet tāpat ir nanomagnēti. Nanomagneti datu pārsūtīšanai un aprēķināšanai izmanto nanomagnētisko loģiku. Viņi to dara, izmantojot bistabilus magnetizācijas stāvokļus, kas litogrāfiski piestiprināti ķēdes šūnu arhitektūrai.

Nanomagnētiskā loģika darbojas tāpat kā tranzistori, kuru pamatā ir silīcijs, bet nevis ieslēdzas un, izslēdzot tranzistorus, lai izveidotu bināru kodu, notiek magnetizācijas stāvokļu pārslēgšana šo. Izmantojot dipola-dipola mijiedarbību - mijiedarbību starp katra magnēta ziemeļu un dienvidu polu - šo bināro informāciju var apstrādāt.

Tā kā nanomagnētiskā loģika nav atkarīga no elektriskās strāvas, enerģijas patēriņš ir ļoti mazs. Tas padara tos par ideālu nomaiņu, ja ņem vērā vides faktorus.

Kura silīcija mikroshēmas nomaiņa ir visticamākā?

Kvantu skaitļošana, grafēns un nanomagnētiskā loģika ir daudzsološa attīstība, katrai no tām ir savi nopelni un trūkumi.

Tomēr attiecībā uz to, kurš no tiem pašlaik ir priekšnieks, tas ir nanomagneti. Tā kā kvantu skaitļošana joprojām nav nekas cits kā teorija un praktiskas problēmas, ar kurām saskaras grafēns, nanomagnētiskā skaitļošana izskatās tā, kas ir visdaudzsološākais silikona bāzes shēmu pēctecis.

Tomēr joprojām ir tāls ceļš ejams. Mūra likums un uz silikona balstītas datoru mikroshēmas joprojām ir aktuālas, un, iespējams, būs vajadzīgas vairākas desmitgades, lai tās aizstātu. Līdz tam, kas zina, kas būs pieejams IBM atklāj revolucionāro "smadzenes mikroshēmā"Paziņots pagājušajā nedēļā, izmantojot rakstu zinātnē, "TrueNorth" ir pazīstams kā “neiromorfiska mikroshēma” - datoru mikroshēma, kas paredzēta bioloģisko neironu atdarināšanai, izmantošanai tādās inteliģentajās datorsistēmās kā Vatsons. Lasīt vairāk . Var būt, ka tehnoloģija, kas aizstās pašreizējās datoru mikroshēmas, vēl nav atklāta.