Конец закона Мура: подготовка к будущему

Конец закона Мура: подготовка к будущему
⏱️ 1 min read

Без сомнения, наша современная жизнь зависит от компьютеров, а компьютеры зависят от кремниевых процессоров. Компьютеры продолжают улучшаться с течением времени из-за повышения вычислительной мощности.

Закон Мура — это наблюдение, согласно которому компьютерные чипы становятся быстрее, более энергоэффективными и дешевле в производстве с предсказуемой скоростью. Примерно каждые восемнадцать месяцев количество транзисторов, размещенных на кремниевой микросхеме, удваивается. Каждое новое поколение компьютерных чипов имеет меньший прирост производительности, чем предыдущее.

фишки закона Мура

Закон Мура не является законом, подобным ньютоновским трем законам движения. Наоборот, это наблюдение за тем, что происходило в индустрии производства чипов.

Закон Мура перестанет действовать. Придет время, когда мы больше не сможем разместить больше процессоров на одном кремниевом чипе. Кремниевые чипы, кажется, достигли своего пика, когда речь заходит о производительности и эффективности. Когда он закончится, кремниевые чипы больше не смогут вмещать дополнительные транзисторы. Однако новые компьютеры и технологии потребуют более мощных и быстрых процессоров.

Хотя некоторые считают, что по крайней мере до 2025 года все еще могут быть улучшения скорости в стиле закона Мура, существует риск того, что закон Мура перестанет действовать до того, как будет готова жизнеспособная замена, поэтому сегодня нам необходимо изучить альтернативы вычислениям на основе кремния. .

Квантовые вычисления

Квантовые вычисления используют мощь квантовой физики, используя мощь субатомных частиц. Он обеспечит невообразимую в настоящее время вычислительную мощность и скорость, обеспечиваемые тем, что они называют «кубитами».

закон Мура-квант

Основная проблема с квантовыми вычислениями сейчас заключается в том, что те, кто работает с этой концепцией, еще не превзошли скорость, с которой задача уже выполняется с использованием традиционной кремниевой технологии. Эта скорость так и осталась недосягаемой.

Графен и углеродные нанотрубки

Графен — это один слой атомов углерода, который считается самым прочным материалом на Земле. Он в 200 раз прочнее стали, но при этом достаточно эластичен, чтобы растянуться еще на 20-25% своей первоначальной длины. Он исключительно легкий и проводит тепло и электричество лучше, чем другие известные материалы. Графен состоит из углерода, поэтому его чрезвычайно много, но могут пройти годы, прежде чем он станет доступным для коммерческого производства.

закон Мура-графен

Графен нельзя использовать в качестве переключателя. Кремниевые полупроводники можно включать и выключать с помощью электрического тока, а графен — нет, поэтому использование графена приведет к созданию компьютера, который нельзя выключить.

Если графен сможет заменить кремниевые чипы, мы увидим возможность таких технологий, как складные ноутбуки, молниеносные транзисторы и сотовые телефоны, которые не сломаются.

Наномагнитная логика

NML зависит от массивов наномагнитов. Размеры этих магнитов варьируются от нескольких нанометров до нескольких сотен нанометров. Наномагнетики работают как кремний, но вместо этого процесс основан на переключении намагниченности для создания двоичного кода. Он использует диполь-дипольные взаимодействия (взаимодействие между северным и южным полюсами магнита) для передачи данных, и, поскольку он не требует электричества, для его работы требуется лишь небольшое количество энергии.

Холодные вычисления

Хотя это не обязательно совершенно новая технология, это концепция, которую производители рассматривают как способ продлить срок действия закона Мура. Снижая температуру чипа, утечка тока будет меньше. Эта низкая температура снизит пороговое напряжение, при котором переключаются транзисторы. Использование холодных вычислений может дать нам дополнительные четыре-десять лет увеличения производительности и мощности памяти.

Составные полупроводники

Полупроводники, созданные из двух или более элементов, быстрее и эффективнее, чем один кремний. Эти полупроводники уже доступны и скоро найдут применение в телефонах 5G и 6G, обеспечивая им большую скорость, меньший размер и лучшее время автономной работы.

атомный

Закон Мура-атомный-компьютер

Технологии развились до такой степени, что мы можем манипулировать материалами вплоть до атомарного уровня. Чиповая технология не является исключением. IBM разработала возможный способ хранения данных на одном атоме. Сегодня для хранения одной единицы или нуля требуется 100 000 атомов.

Атомы по своей природе нестабильны, поэтому, чтобы это был жизнеспособный вариант, потребуется больше логики для таких вещей, как исправление ошибок.

Какие замены наиболее вероятны?

Составные полупроводники — единственный жизнеспособный сегодня вариант для кремниевых процессоров. Кроме того, технология, которая кажется наиболее многообещающей на данный момент, — это использование наномагнитных вычислений. Также возможно, что компьютеры будущего могут содержать слои различных технологий, каждая из которых компенсирует недостатки другой. Но на данный момент никто не может точно предсказать, как будут выглядеть компьютеры будущего.

Join our Newsletter and receive offers and updates! ✅

0 0 голоса
Article Rating
Аватар Routech

Routech

Routech is a website that provides technology news, reviews and tips. It covers a wide range of topics including smartphones, laptops, tablets, gaming, gadgets, software, internet and more. The website is updated daily with new articles and videos, and also has a forum where users can discuss technology-related topics.

Читайте также:

Подписаться
Уведомить о
guest
0 Comments
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x