Keď sa skončí Moorov zákon: 3 alternatívy k kremíkovým čipom

Keď sa skončí Moorov zákon: 3 alternatívy k kremíkovým čipom

Moderné počítače sú skutočne úžasné a s pribúdajúcimi rokmi sa stále zlepšujú. Jedným z mnohých dôvodov, prečo sa to stalo, je lepší výkon spracovania. Každých zhruba 18 mesiacov sa počet tranzistorov, ktoré je možné umiestniť na kremíkové čipy v rámci integrovaných obvodov, zdvojnásobí.



Toto je známe ako Moorov zákon a bol to trend, ktorý si všimol spoluzakladateľ spoločnosti Intel Gordon Moore už v roku 1965. Z tohto dôvodu sa technológia začala poháňať takým rýchlym tempom.





Čo je vlastne Moorov zákon?

Moorovým zákonom je pozorovanie, že keďže počítačové čipy sú rýchlejšie a energeticky účinnejšie a ich výroba sa stáva lacnejšou. Je to jeden z popredných zákonov o pokroku v elektronickom inžinierstve a trvá už desaťročia.





Jedného dňa sa však Moorov zákon skončí. Aj keď nám niekoľko rokov hovorili o blížiacom sa konci, v súčasnej technologickej klíme sa takmer určite blíži do svojich záverečných fáz.

Je pravda, že procesory sú neustále rýchlejšie, lacnejšie a majú na sebe zabalené ďalšie tranzistory. S každou novou iteráciou počítačového čipu sú však zvýšenia výkonu menšie, ako boli kedysi.



Aj keď novšie Centrálne procesorové jednotky (CPU) majú lepšiu architektúru a technické špecifikácie, vylepšenia pre každodenné činnosti súvisiace s počítačom sa zmenšujú a vyskytujú sa pomalšie.

Prečo je Moorov zákon dôležitý?

Keď Moorov zákon konečne skončí, kremíkové čipy nebudú obsahovať ďalšie tranzistory. To znamená, že aby sa dosiahol ďalší technologický pokrok a priniesla nová generácia inovácií, bude potrebné nahradiť počítače na báze kremíka.





Rizikom je, že Moorov zákon prichádza k určitému zániku bez toho, aby došlo k jeho náhrade. Ak sa to stane, technologický pokrok, ako ho poznáme, by mohol byť zastavený.

Možné náhrady kremíkových počítačových čipov

Ako technologický pokrok formuje náš svet, výpočtová technika na báze kremíka sa rýchlo blíži k svojmu limitu. Moderný život závisí od polovodičových čipov na báze kremíka, ktoré napájajú naše technológie-od počítačov po smartfóny a dokonca aj od zdravotníckych zariadení-a dajú sa zapnúť a vypnúť.





Je dôležité vedieť, že čipy na báze kremíka ešte nie sú „mŕtve“. Výkonnostne sú skôr ďaleko za svojim vrcholom. To neznamená, že by sme nemali premýšľať o tom, čo ich môže nahradiť.

Počítače a budúce technológie budú musieť byť obratnejšie a extrémne výkonné. Aby sme to dosiahli, budeme potrebovať niečo oveľa lepšie ako súčasné počítačové čipy na báze kremíka. Toto sú tri potenciálne náhrady:

1. Kvantové počítače

Google, IBM, Intel a celý rad menších začínajúcich spoločností sa predháňajú v dodávke úplne prvých kvantových počítačov. Tieto počítače budú so silou kvantovej fyziky poskytovať nepredstaviteľný výkon spracovania dodávaný „qubitmi“. Tieto qubits sú oveľa silnejšie ako kremíkové tranzistory.

Fyzici však musia ešte pred objavením potenciálu kvantovej výpočtovej techniky prekonať mnoho prekážok. Jednou z týchto prekážok je demonštrovať, že kvantový stroj je špičkový tým, že je lepší pri plnení konkrétnej úlohy ako bežný počítačový čip.

2. Grafénové a uhlíkové nanorúrky

Grafén, ktorý bol objavený v roku 2004, je skutočne revolučným materiálom a získal tím, ktorý za ním získal Nobelovu cenu.

ako hrať steam v televízii

Je extrémne silný, môže viesť elektrický prúd a teplo, má hrúbku jeden atóm so šesťuholníkovou mriežkovou štruktúrou a je k dispozícii v hojnom počte. Môže však trvať roky, kým bude grafén dostupný pre komerčnú výrobu.

Jedným z najväčších problémov, s ktorými sa grafén stretáva, je skutočnosť, že ho nemožno použiť ako prepínač. Na rozdiel od kremíkových polovodičov, ktoré je možné zapnúť alebo vypnúť elektrickým prúdom-generuje to binárny kód, nuly a nuly, vďaka ktorým počítače fungujú --- grafén nemôže.

To by znamenalo, že napríklad počítače na báze grafénu nemožno nikdy vypnúť.

Grafénové a uhlíkové nanorúrky sú stále veľmi nové. Aj keď sa počítačové čipy na báze kremíka vyvíjali niekoľko desaťročí, objav grafénu je iba 14 rokov. Ak má grafén v budúcnosti nahradiť kremík, zostáva toho veľa, čo je potrebné dosiahnuť.

čo môže podvodník urobiť s mojou e -mailovou adresou

Napriek tomu je to teoreticky nepochybne najideálnejšia náhrada za čipy na báze kremíka. Myslite na skladacie notebooky, super rýchle tranzistory, telefóny, ktoré sa nedajú pokaziť. To všetko a ešte viac je teoreticky možné s grafénom.

3. Nanomagnetická logika

Grafén a kvantové počítače vyzerajú sľubne, ale rovnako vyzerajú aj nanomagnety. Nanomagnety používajú na prenos a výpočet údajov nanomagnetickú logiku. Robia to pomocou bistabilných stavov magnetizácie, ktoré sú litograficky pripevnené k bunkovej architektúre obvodu.

Nanomagnetická logika funguje rovnako ako tranzistory na báze kremíka, ale namiesto zapínania a vypínania tranzistorov na vytvorenie binárneho kódu to robí prepínanie stavov magnetizácie. Pomocou interakcií dipól-dipól --- interakcie medzi severným a južným pólom každého magnetu --- je možné tieto binárne informácie spracovať.

Pretože nanomagnetická logika nezávisí na elektrickom prúde, je spotreba energie veľmi nízka. To z nich robí ideálnu náhradu, keď vezmete do úvahy environmentálne faktory.

Ktorá výmena kremíkového čipu je najpravdepodobnejšia?

Kvantové výpočty, grafén a nanomagnetická logika sú sľubným vývojom, z ktorých každý má svoje vlastné zásluhy a nevýhody.

Pokiaľ ide o to, ktorý z nich v súčasnosti vedie, je nanomagnety . Keďže kvantové výpočty stále nie sú ničím iným ako teóriou a praktickými problémami, ktorým čelí grafén, nanomagnetické výpočty vyzerajú, že sú najsľubnejším nástupcom obvodov na báze kremíka.

Napriek tomu je stále dlhá cesta. Moorov zákon a počítačové čipy na báze kremíka sú stále relevantné a môže trvať desaťročia, kým budeme potrebovať náhradu. Do tej doby, kto vie, čo bude k dispozícii. Môže sa stať, že technológia, ktorá nahradí súčasné počítačové čipy, bude ešte len objavená.

zdieľam zdieľam Tweet E -mail Canon vs. Nikon: Ktorá značka fotoaparátu je lepšia?

Canon a Nikon sú dve najväčšie mená v kamerovom priemysle. Ale ktorá značka ponúka lepšiu radu fotoaparátov a objektívov?

Čítajte ďalej
Súvisiace témy
  • Technológia vysvetlená
  • Moorov zákon
O autorovi Luke James(8 publikovaných článkov)

Luke je absolvent práva a nezávislý spisovateľ technológií z Veľkej Británie. Pokiaľ ide o technológiu od útleho veku, medzi jeho hlavné záujmy a oblasti odbornosti patrí kybernetická bezpečnosť a nové technológie, ako je umelá inteligencia.

Viac od Luka Jamesa

prihlásiť sa ku odberu noviniek

Pripojte sa k nášmu bulletinu a získajte technické tipy, recenzie, bezplatné elektronické knihy a exkluzívne ponuky!

Kliknutím sem sa prihlásite na odber