When Moore's Law Ends: 3 Alternatieven voor Silicon Chips

Advertentie

Moderne computers zijn werkelijk verbluffend en worden in de loop der jaren steeds beter. Een van de vele redenen waarom dit is gebeurd, is vanwege een betere verwerkingskracht. Elke 18 maanden of zo verdubbelt het aantal transistors dat op de siliciumchips kan worden geplaatst binnen geïntegreerde schakelingen.

Dit staat bekend als de wet van Moore en was een trend die in 1965 werd opgemerkt door medeoprichter van Intel, Gordon Moore. Het is om deze reden dat technologie in zo'n hoog tempo wordt aangespoord.

Wat is de wet van Moore precies?

De wet van Moore Wat is de wet van Moore en wat heeft deze met jou te maken? [MakeUseOf Explains]Pech heeft niets te maken met de wet van Moore. Als dat de associatie was die je had, verwar je die met de wet van Murphy. Je was echter niet ver weg omdat de wet van Moore en de wet van Murphy ... Lees verder is de waarneming dat computerchips sneller en energiezuiniger worden en goedkoper worden om te produceren. Het is een van de toonaangevende progressiewetten binnen de elektronische engineering en dat is het al tientallen jaren.

Op een dag komt de wet van Moore echter tot een 'einde'. Hoewel we al enkele jaren op de hoogte zijn van het naderende einde, nadert het vrijwel zeker zijn laatste stadia in het huidige technologische klimaat.

Het is waar dat processors constant sneller en goedkoper worden en dat er meer transistors op zitten. Bij elke nieuwe iteratie van een computerchip zijn de prestatieverbeteringen echter kleiner dan ooit.

Hoewel nieuwer Centrale verwerkingseenheden Wat is een CPU en wat doet deze?Computerafkortingen zijn verwarrend. Wat is een CPU eigenlijk? En heb ik een quad- of dual-core processor nodig? Hoe zit het met AMD of Intel? We zijn hier om het verschil uit te leggen! Lees verder (CPU's) worden geleverd met betere architectuur en technische specificaties, de verbeteringen voor alledaagse computergerelateerde activiteiten nemen af ​​en komen langzamer voor.

Waarom is de wet van Moore belangrijk?

Als de wet van Moore eindelijk 'eindigt', zullen siliciumchips geen extra transistors meer bevatten. Dit betekent dat, om de technologische vooruitgang te bevorderen en de volgende generatie innovaties tot stand te brengen, er een vervanging moet komen voor op silicium gebaseerde computers.

Het risico is dat de wet van Moore tot een zekere ondergang komt zonder dat er een vervanging is. Als dit gebeurt, kan technologische vooruitgang, zoals we die kennen, dood op zijn weg worden gestopt.

Potentiële vervangingen van siliciumcomputerchips

Terwijl technologische vooruitgang onze wereld vormt, nadert op silicium gebaseerde computers snel zijn limiet. Het moderne leven is afhankelijk van op silicium gebaseerde halfgeleiderchips die onze technologie aandrijven - van computers tot smartphones en zelfs medische apparatuur - en kan worden in- en uitgeschakeld.

Het is belangrijk om te weten dat op silicium gebaseerde chips als zodanig nog niet 'dood' zijn. In plaats daarvan zijn ze qua prestaties ver voorbij hun hoogtepunt. Dat betekent niet dat we niet moeten nadenken over wat ze kan vervangen.

Computers en toekomstige technologie zullen wendbaarder en uitermate krachtig moeten zijn. Om dit te bereiken, hebben we iets nodig dat veel beter is dan de huidige op silicium gebaseerde computerchips. Dit zijn drie mogelijke vervangingen:

1. Quantum Computing

Google, IBM, Intel en een hele reeks kleinere startende bedrijven zijn in een race om de allereerste quantumcomputers. Deze computers zullen met de kracht van kwantumfysica onvoorstelbare verwerkingskracht leveren die wordt geleverd door ‘qubits’. Deze qubits zijn veel krachtiger dan siliciumtransistors.

Voordat het potentieel van quantumcomputing kan worden ontketend, moeten natuurkundigen echter veel hindernissen overwinnen. Een van deze hindernissen is om aan te tonen dat de kwantummachine de beste is door een specifieke taak beter te kunnen uitvoeren dan een gewone computerchip.

2. Grafeen en koolstof nanobuisjes

Ontdekt in 2004, grafeen is een echt revolutionair materiaal Wat is grafeen? 7 manieren waarop het binnenkort een revolutie in de technologie zal veroorzakenEr is de afgelopen jaren veel gepraat over grafeen. Maar wat is het dan precies? En waarom zijn mensen er zo enthousiast over? Waarom zou je erom geven? Lees verder dat won het team erachter de Nobelprijs.

Het is extreem sterk, het kan elektriciteit en warmte geleiden, het is één atoom dik met een hexagonale roosterstructuur en het is in overvloed verkrijgbaar. Het kan echter jaren duren voordat grafeen voor commerciële productie beschikbaar is.

Een van de grootste problemen waarmee grafeen wordt geconfronteerd, is het feit dat het niet als schakelaar kan worden gebruikt. In tegenstelling tot silicium halfgeleiders die kunnen worden in- of uitgeschakeld door een elektrische stroom - dit genereert binaire code, de nullen en enen die computers laten werken - kan grafeen dat niet.

Dit zou betekenen dat bijvoorbeeld op grafeen gebaseerde computers nooit zouden kunnen worden uitgeschakeld.

Nanobuizen van grafeen en koolstof zijn nog erg nieuw. Hoewel computerchips op siliciumbasis al tientallen jaren worden ontwikkeld, is de ontdekking van grafeen slechts 14 jaar oud. Wil grafeen in de toekomst silicium vervangen, dan moet er nog veel worden bereikt.

Desondanks is het in theorie ongetwijfeld de meest ideale vervanging voor chips op siliciumbasis. Denk aan opvouwbare laptops, supersnelle transistors, telefoons die niet stuk kunnen. Dit alles en meer is theoretisch mogelijk met grafeen.

3. Nanomagnetische logica

Grafeen en quantum computing zien er veelbelovend uit, maar dat geldt ook voor nanomagneten. Nanomagneten gebruiken nanomagnetische logica om gegevens te verzenden en te berekenen. Ze doen dit door bistabiele magnetisatietoestanden te gebruiken die lithografisch zijn aangebracht op de cellulaire architectuur van een circuit.

Nanomagnetische logica werkt op dezelfde manier als transistors op siliciumbasis, maar in plaats van in te schakelen en van de transistors af om binaire code te creëren, is het het schakelen van magnetisatietoestanden die dat doen deze. Met behulp van dipool-dipoolinteracties - de interactie tussen de noord- en zuidpool van elke magneet - kan deze binaire informatie worden verwerkt.

Omdat nanomagnetische logica niet afhankelijk is van een elektrische stroom, is er een zeer laag stroomverbruik. Dit maakt ze de ideale vervanging als je rekening houdt met omgevingsfactoren.

Welke vervanging van siliciumchips is het meest waarschijnlijk?

Quantumcomputing, grafeen en nanomagnetische logica zijn allemaal veelbelovende ontwikkelingen, elk met zijn eigen voor- en nadelen.

In termen van welke men momenteel de weg wijst, is het dat wel nanomagneten. Nu quantum computing nog steeds niets anders is dan een theorie en praktische problemen waarmee grafeen wordt geconfronteerd, lijkt nanomagnetisch computergebruik de meest veelbelovende opvolger van op silicium gebaseerde circuits.

Er is echter nog een lange weg te gaan. De wet van Moore en computerchips op siliciumbasis zijn nog steeds relevant en het kan tientallen jaren duren voordat we een vervanging nodig hebben. Dan, wie weet wat er beschikbaar zal zijn IBM onthult revolutionair "Brain on a Chip"Vorige week aangekondigd via een artikel in Science, "TrueNorth" is wat bekend staat als een "neuromorfe chip" - een computerchip ontworpen om biologische neuronen te imiteren, voor gebruik in intelligente computersystemen zoals Watson. Lees verder . Het kan zijn dat de technologie die de huidige computerchips zal vervangen, nog niet ontdekt is.