Reklāma
Mūra likums ir viens no tiem mūsdienu dzīves brīnumiem, ko mēs visi uzskatām par pašsaprotamu, piemēram, pārtikas veikali un zobārstniecība ar anestēziju.
Datoru procesori ir bijuši jau 50 gadus dubultojot viņu sniegumu Kas ir Mūra likums, un kāds tam ir sakars 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 par dolāru par kvadrātcentimetru ik pēc 1-2 gadiem. Šī eksponenciālā tendence mūs ir aizvedusi no ENIAC 500 kritieniem (peldošā komata operācijas sekundē) līdz aptuveni 54 petaflokiem šodien visspēcīgākajam superdatoram, Tianhe-2. Tas ir apmēram desmit triljonu reižu uzlabojums krietni mazāk nekā gadsimta laikā. Tas ir neticami, jo ikviens rēķinās.
Šis sasniegums ir noticis tik ticami, tik ilgi, ka tas ir kļuvis par ikdienišķu patiesību par skaitļošanu.
Mēs to uztveram kā pašsaprotamu.
Tāpēc tas ir tik biedējoši, ka tuvākajā nākotnē tas viss varētu apstāties. Virkne fizisko robežu saplūst, lai apturētu tradicionālo silīcija datoru mikroshēmu attīstību. Kamēr ir
teorētiskā skaitļošanas tehnoloģija Jaunākās datortehnoloģijas, kas jums jāredz, lai ticētuIepazīstieties ar dažām jaunākajām datortehnoloģijām, kas nākamo gadu laikā ir pārveidotas elektronikas un personālo datoru pasaulē. Lasīt vairāk tā kā varētu atrisināt dažas no šīm problēmām, fakts joprojām ir, ka progress pašlaik palēninās. Datoru eksponenciāli uzlabojošās dienas varētu būt tuvu.Bet vēl ne gluži.
Jauns IBM atklājums liecina, ka Mūra likumiem joprojām ir kājas. Uzņēmuma vadīta pētījumu grupa ir parādījusi procesora prototipu ar tikai 7 nanometru platiem tranzistora komponentiem. Tas ir uz pusi mazāks (un četrkāršo veiktspēju), kāds ir pašreizējai 14 nanometru tehnoloģijai, liekot Mūra likuma izzušanai vismaz līdz 2018. gadam.
Tātad, kā tika panākts šis izrāviens? Un kad jūs varat gaidīt, ka redzēsit šo tehnoloģiju reālās ierīcēs?
Veci atomi, jauni triki
Jaunais prototips nav ražošanas mikroshēma, bet tas ir ražots ar komerciāli pielāgojamiem paņēmieniem kas varētu nonākt tirgū tuvāko gadu laikā (baumo, ka IBM vēlētos, lai mikroshēma nonāktu tirgū 2010. gadā) 2017-2018. Prototips ir IBM / SUNY, IMB pētījumu laboratorijas, kas sadarbojās ar Ņujorkas Valsts universitāti, produkts. Vairāki uzņēmumi un pētniecības grupas sadarbojās projektā, tostarp SAMSUNG un Global Foundries, uzņēmums, kas ir IBM maksājot aptuveni 1,3 miljardus dolāru pārņemt tās nerentablo mikroshēmu ražošanas spārnu.
Būtībā IBM pētījumu grupa izveidoja divi galvenie uzlabojumi kas to ļāva: izstrādājot labāku materiālu un izstrādājot labāku kodināšanas procesu. Katrs no tiem pārvar būtisku šķērsli blīvāku procesoru attīstībai. Apskatīsim katru no tiem pēc kārtas.
Labāks materiāls
Viens no šķēršļiem mazākiem tranzistoriem ir vienkārši sarūkošais atomu skaits. 7 nm tranzistoram ir komponenti, kuru šķērsgriezums ir tikai aptuveni 35 silīcija atomi. Lai strāva plūst, elektroniem ir fiziski jāpāriet no viena atoma orbitāles uz citu. Tīrā silīcija vafelē, kā tas parasti tiek izmantots, ir grūti vai neiespējami iegūt pietiekamu strāvu, lai plūst cauri tik mazam atomu skaitam.
Lai atrisinātu šo problēmu, IBM nācās atteikties no tīra silīcija par labu silīcija un germānija sakausējuma izmantošanai. Tam ir galvenā priekšrocība: tas palielina tā saukto “elektronu kustīgumu” - elektronu spēju plūst caur materiālu. Silīcijs sāk vāji darboties 10 nanometru skalā, kas ir viens no iemesliem, kuru dēļ ir apstājušies centieni attīstīt 10 nm procesorus. Papildinājums germānija leapfrogs šo barjeru.
Smalkāka kodināšana
Ir arī jautājums par to, kā jūs faktiski veidojat objektus, kas ir niecīgi. Ceļš datoru procesori 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 tiek ražoti, izmantojot ārkārtīgi jaudīgus lāzerus, kā arī dažādas optikas un trafaretus, lai iegūtu sīkas funkcijas. Ierobežojums šeit ir gaismas viļņa garums, kas ierobežo to, cik smalki mēs varam iegravēt iezīmes.
Ilgu laiku mikroshēmu izgatavošana ir stabilizējusies, izmantojot argona fluorīda lāzeru ar viļņa garumu 193 nanometri. Jūs varat pamanīt, ka tas ir diezgan nedaudz lielāks par 14 nanometru parametriem, kurus mēs esam iegravējuši. Par laimi, viļņa garums nav ciets izšķirtspējas ierobežojums. Lai panāktu lielāku precizitāti, ir iespējams izmantot traucējumus un citus trikus. Tomēr mikroshēmu ražotājiem ir beigušās gudras idejas, un tagad ir vajadzīgas lielas izmaiņas.
IBM ir pieņēmusi šo ideju - izmantot EUV gaismas avotu (Extreme Ultra Violet) ar tikai 13,5 nanometru viļņa garumu. Tam, izmantojot līdzīgus trikus kā tiem, kurus mēs izmantojām ar argona fluorīdu, vajadzētu dot mums kodināšanas izšķirtspēju tikai par pāris nanometriem ar lielāku attīstību.
Diemžēl tas prasa arī visu, ko zinām par mikroshēmu ražošanu, kā arī lielāko daļu no mums tam tika izstrādāta tehnoloģiskā infrastruktūra, kas bija viens no iemesliem, kāpēc tehnoloģijas ieviešanai bija nepieciešams tik ilgs laiks savu.
Šī tehnoloģija paver iespējas turpināt Mūra likuma attīstību līdz pat kvantu robežai - punktam, kurā kvantu nenoteiktība ap elektrona stāvokli ir lielāka nekā pats tranzistors, kas procesora elementiem liek izturēties nejauši. No turienes, patiesi jauna tehnoloģija Kvantu datori: kriptogrāfijas beigas?Kvantu skaitļošana kā ideja pastāv jau kādu laiku - teorētiskā iespēja sākotnēji tika ieviesta 1982. gadā. Dažos pēdējos gados šī joma ir tuvinājusies praktiskumam. Lasīt vairāk būs jāvirza skaitļošana tālāk.
Nākamie pieci čipu izgatavošanas gadi
Intel joprojām cīnās par dzīvotspējīga 10nm procesora ražošanu. Nav izslēgts, ka IBM koalīcija varētu viņus pārspēt. Ja tas notiks, tas norādīs, ka pusvadītāju rūpniecības jaudas līdzsvars beidzot ir attālinājies no Intel.
Mūra likuma nākotne nav skaidra. Lai arī sižets beidzas, tas būs drūms. Karaļvalstis tiks uzvarētas un zaudētas. Būs interesanti redzēt, kurš turas virsū, kad visi putekļi nosēžas. Un īstermiņā ir patīkami zināt, ka neapturams cilvēku progresa gājiens netiks apskatīts vēl vismaz dažus gadus.
Vai jūs satraukti par ātrākiem žetoniem? Vai uztraucaties par Mūra likuma beigām? Paziņojiet mums komentāros!
Attēlu kredīti: datora mikroshēma caur Shutterstock, “Silicon Croda”, “Argona jonu lāzers” Wikimedia “Intel logotips”
Rakstnieks un žurnālists, kas atrodas dienvidrietumos, Andre ir garantēts, ka tas joprojām darbosies līdz 50 grādiem pēc Celsija un ir ūdensizturīgs līdz divpadsmit pēdu dziļumam.
