Wanneer de wet van Moore eindigt: 3 alternatieven voor siliciumchips
Advertentie
Moderne computers zijn echt geweldig en blijven verbeteren naarmate de jaren verstrijken. Een van de vele redenen waarom dit is gebeurd, is te wijten aan betere verwerkingskracht. Om de 18 maanden verdubbelt het aantal transistors dat op de siliciumchips in geïntegreerde schakelingen kan worden geplaatst.
Dit staat bekend als de wet van Moore en was een trend die werd opgemerkt door mede-oprichter van Intel Gordon Moore in 1965. Het is om deze reden dat technologie zo snel is gestimuleerd.
Wat is de wet van Moore precies?
De wet van Moore Wat is de wet van Moore en wat heeft die met jou te maken? [MakeUseOf legt uit] Wat is de wet van Moore en wat heeft het met jou te maken? [MakeUseOf legt uit] Pech heeft niets te maken met de wet van Moore. Als dat de associatie is die je had, verwar je het met de wet van Murphy. Je was echter niet ver weg omdat de wet van Moore en de wet van Murphy ... Lees meer is de observatie dat computerchips sneller en energiezuiniger worden, terwijl ze goedkoper worden om te produceren. Het is een van de toonaangevende progressiewetten binnen de elektronische engineering en bestaat al tientallen jaren.
Op een dag komt de wet van Moore echter ten einde. Hoewel ons al enkele jaren over het naderende einde wordt verteld, nadert het vrijwel zeker zijn laatste fasen in het huidige technologische klimaat.
Het is waar dat processors constant sneller en goedkoper worden en meer transistors op zich hebben. Bij elke nieuwe iteratie van een computerchip zijn de prestatieverbeteringen echter kleiner dan ooit.
Terwijl nieuwere centrale verwerkingseenheden Wat is een CPU en wat doet het? Wat is een CPU en wat doet het? Computing-acroniemen zijn verwarrend. Wat is een CPU eigenlijk? En heb ik een quad- of dual-coreprocessor nodig? Hoe zit het met AMD of Intel? We zijn hier om het verschil uit te leggen! Lees meer (CPU's) worden geleverd met betere architectuur en technische specificaties, de verbeteringen voor dagelijkse computer-gerelateerde activiteiten krimpen en treden langzamer op.
Waarom is de wet van Moore belangrijk?
Wanneer de wet van Moore eindelijk 'eindigt', zullen siliciumchips geen extra transistoren herbergen. Dit betekent dat om technologie verder te ontwikkelen en de volgende generatie innovaties tot stand te brengen, er een vervanging moet zijn voor op silicium gebaseerde computing.
Het risico is dat de wet van Moore op zekere hoogte komt zonder dat er een vervanging is. Als dit gebeurt, kan de technologische vooruitgang zoals we die kennen, dood worden gestopt.
Potentiële vervangingen van silicium computerchips
Terwijl technologische vooruitgang onze wereld vormt, nadert de op siliconen gebaseerde computer snel zijn limiet. Het moderne leven is afhankelijk van op silicium gebaseerde halfgeleiderchips die onze technologie voeden - van computers tot smartphones en zelfs medische apparatuur - en kunnen worden in- en uitgeschakeld.
Het is belangrijk om te weten dat chips op silicium als zodanig nog niet 'dood' zijn. Integendeel, ze zijn ver voorbij hun piek qua prestaties. Dat betekent niet dat we niet moeten nadenken over wat hen kan vervangen.
Computers en toekomstige technologie moeten wendbaarder en extreem krachtig zijn. Om dit te leveren, 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 kwantumcomputers te leveren. Deze computers zullen, met de kracht van de kwantumfysica, onvoorstelbare verwerkingskracht leveren die wordt geleverd door 'qubits'. Deze qubits zijn veel krachtiger dan silicium transistors.
Voordat het potentieel van kwantumcomputing kan worden ontketend, moeten fysici echter nog veel hindernissen nemen. Een van deze hindernissen is om aan te tonen dat de kwantummachine superieur is door een specifieke taak beter uit te voeren dan een gewone computerchip.
2. Grafeen- en koolstofnanobuizen
Grafeen werd in 2004 ontdekt en is echt een revolutionair materiaal. Wat is grafeen? 7 manieren waarop het binnenkort een revolutie zal brengen in technologie Wat is grafeen? 7 manieren waarop het binnenkort een revolutie teweegbrengt in technologie Er is de afgelopen jaren veel gesproken over grafeen. Maar wat is het precies? En waarom zijn mensen er zo enthousiast over? Waarom zou je erom geven? Lees meer dat het team erachter de Nobelprijs won.
Het is extreem sterk, het kan elektriciteit en warmte geleiden, het is één atoom dik met een zeshoekige roosterstructuur en het is in overvloed beschikbaar. Het kan echter jaren duren voordat grafeen beschikbaar is voor commerciële productie.
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 op grafeen gebaseerde computers bijvoorbeeld nooit kunnen worden uitgeschakeld.
Grafeen en koolstofnanobuisjes zijn nog erg nieuw. Terwijl op silicium gebaseerde computerchips al tientallen jaren worden ontwikkeld, is de ontdekking van grafeen slechts 14 jaar oud. Als grafeen in de toekomst silicium moet vervangen, moet er nog veel worden bereikt.
Desondanks is het in theorie ongetwijfeld de meest ideale vervanging voor chips op siliconenbasis. Denk aan opvouwbare laptops, supersnelle transistors, telefoons die niet kapot kunnen. Dit alles en meer is theoretisch mogelijk met grafeen.
3. Nanomagnetische logica
Grafeen en quantum computing zien er veelbelovend uit, maar nanomagneten ook. Nanomagneten gebruiken nanomagnetische logica om gegevens te verzenden en te berekenen. Ze doen dit door bistabiele magnetisatietoestanden te gebruiken die lithografisch zijn bevestigd aan de cellulaire architectuur van een circuit.
Nanomagnetische logica werkt op dezelfde manier als op silicium gebaseerde transistoren, maar in plaats van de transistoren in en uit te schakelen om binaire code te creëren, zijn het de schakeling van magnetisatietoestanden die dit doen. Met behulp van dipool-dipool-interacties - 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 wanneer u rekening houdt met omgevingsfactoren.
Welke vervanging van siliciumchips is het meest waarschijnlijk?
Quantum computing, grafeen en nanomagnetische logica zijn allemaal veelbelovende ontwikkelingen, elk met zijn eigen voordelen en nadelen.
Waar het op dit moment voorop loopt, zijn het nanomagneten . Omdat quantum computing nog steeds niets anders is dan een theorie en praktische problemen waarmee grafeen wordt geconfronteerd, lijkt nanomagnetische computing 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 basis van siliconen zijn nog steeds relevant en het kan decennia duren voordat we een vervanging nodig hebben. Tegen die tijd, wie weet wat er beschikbaar zal zijn IBM onthult revolutionaire "Brain on a Chip" IBM onthult revolutionaire "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 moet worden ontdekt.
