Home-theater-designers
Sodobni računalniki so res neverjetni in se z leti še izboljšujejo. Eden od mnogih razlogov, zakaj se je to zgodilo, je boljša procesorska moč. Vsakih 18 mesecev se število tranzistorjev, ki jih lahko namestimo na silicijeve čipe znotraj integriranih vezij, podvoji.
To je znano kot Moorejev zakon in trend, ki ga je soustanovitelj Intela Gordon Moore opazil že leta 1965. Zaradi tega se je tehnologija tako hitro pospeševala.
Kaj točno je Moorejev zakon?
Moorejev zakon je ugotovitev, da računalniški čipi postajajo hitrejši in energetsko učinkovitejši, hkrati pa postajajo cenejši za proizvodnjo. Je eden vodilnih zakonov o napredovanju v elektronskem inženiringu in traja že desetletja.
Nekega dne pa se bo Moorov zakon končal. Čeprav so nam že nekaj let govorili o bližajočem se koncu, se v sedanjem tehnološkem ozračju skoraj zagotovo približuje zadnji fazi.
Res je, da so procesorji nenehno hitrejši, cenejši in imajo na sebi več tranzistorjev. Z vsako novo ponovitvijo računalniškega čipa pa je povečanje zmogljivosti manjše kot nekoč.
Medtem ko je novejša Centralne procesne enote (CPE-ji) imajo boljšo arhitekturo in tehnične specifikacije, izboljšave za vsakodnevne dejavnosti, povezane z računalnikom, se krčijo in se pojavljajo počasneje.
Zakaj je Moorov zakon pomemben?
Ko se Moorov zakon končno konča, silikonski čipi ne bodo mogli namestiti dodatnih tranzistorjev. To pomeni, da bo za nadaljnji napredek v tehnologiji in uvedbo naslednje generacije inovacij treba zamenjati računalništvo na osnovi silicija.
Tveganje je, da Moorov zakon dokončno propade, ne da bi ga zamenjali. Če se to zgodi, bi lahko tehnološki napredek, kot ga poznamo, ustavljen.
Potencialne zamenjave silicijevih računalniških čipov
Ker tehnološki napredek oblikuje naš svet, se računalništvo na osnovi silicija hitro približuje svoji meji. Sodobno življenje je odvisno od polprevodniških čipov na osnovi silicija, ki poganjajo našo tehnologijo-od računalnikov do pametnih telefonov in celo medicinske opreme-in jih je mogoče vklopiti in izklopiti.
Pomembno je vedeti, da čipi na osnovi silicija kot takšni še niso 'mrtvi'. Namesto tega so daleč mimo svojega vrhunca glede uspešnosti. To ne pomeni, da ne bi smeli razmišljati o tem, kaj jih lahko nadomesti.
Računalniki in prihodnja tehnologija bodo morali biti bolj okretni in izjemno zmogljivi. Za to potrebujemo nekaj, kar je veliko boljše od trenutnih računalniških čipov na osnovi silicija. To so tri možne zamenjave:
1. Kvantno računalništvo
Google, IBM, Intel in množica manjših zagonskih podjetij tekmujejo za dobavo prvih kvantnih računalnikov. Ti računalniki bodo z močjo kvantne fizike zagotavljali nepredstavljivo procesorsko moč, ki jo prinašajo 'kubiti'. Ti kubiti so veliko močnejši od silicijevih tranzistorjev.
Preden se lahko izkoristi potencial kvantnega računalništva, pa morajo fiziki premagati številne ovire. Ena od teh ovir je dokazati, da je kvantni stroj vrhunski, saj bolje opravi določeno nalogo kot običajen računalniški čip.
2. Grafenske in ogljikove nanocevke
Grafen je bil odkrit leta 2004, resnično revolucionaren material, ki je ekipi, ki stoji za njim, dobil Nobelovo nagrado.
kako igrati paro na televiziji
Je izredno močan, lahko prevaja elektriko in toploto, debel je en atom s šesterokotno rešetkasto strukturo in je na voljo v izobilju. Morda pa bodo minila leta, preden bo grafen na voljo za komercialno proizvodnjo.
Ena največjih težav, s katerimi se sooča grafen, je dejstvo, da ga ni mogoče uporabiti kot stikalo. Za razliko od silicijevih polprevodnikov, ki jih je mogoče vklopiti ali izklopiti z električnim tokom --- to generira binarno kodo, ničle in tiste, zaradi katerih računalniki delujejo-grafen ne more.
To bi pomenilo, da na primer računalnikov na osnovi grafena nikoli ne bi mogli izklopiti.
Grafenske in ogljikove nanocevke so še vedno zelo nove. Računalniški čipi na osnovi silicija so bili razviti že desetletja, vendar je odkritje grafena staro šele 14 let. Če naj bi grafen v prihodnosti nadomestil silicij, je treba še veliko doseči.
nastavitve napajanja sistema Windows 10 ne delujejo
Kljub temu je teoretično nedvomno najbolj idealna zamenjava čipov na osnovi silicija. Pomislite na zložljive prenosnike, super hitre tranzistorje, telefone, ki jih ni mogoče zlomiti. Vse to in še več je teoretično mogoče z grafenom.
3. Nanomagnetna logika
Grafen in kvantno računalništvo sta obetavna, vendar tudi nanomagneti. Nanomagneti uporabljajo nanomagnetno logiko za prenos in računanje podatkov. To storijo z uporabo bistabilnih magnetiziranih stanj, ki so litografsko pritrjena na celično arhitekturo vezja.
Nanomagnetna logika deluje na enak način kot tranzistorji na osnovi silicija, vendar namesto vklopa in izklopa tranzistorjev za ustvarjanje binarne kode to naredijo preklopi magnetiziranih stanj. S pomočjo interakcij dipol-dipol --- interakcija med severnim in južnim polom vsakega magneta --- je mogoče obdelati te binarne informacije.
Ker nanomagnetna logika ne temelji na električnem toku, je poraba energije zelo nizka. Zaradi tega so idealna zamenjava, če upoštevate okoljske dejavnike.
Katera zamenjava silicijevega čipa je najverjetnejša?
Kvantno računalništvo, grafen in nanomagnetna logika so obetaven razvoj, vsak s svojimi lastnostmi in slabostmi.
Kar zadeva, kdo trenutno vodi, pa je nanomagneti . Ker kvantno računalništvo še vedno ni nič drugega kot teorija in praktični problemi, s katerimi se sooča grafen, je videti, da je nanomagnetno računalništvo najbolj obetaven naslednik vezij na osnovi silicija.
Kljub temu je še dolga pot. Moorejev zakon in računalniški čipi na osnovi silicija so še vedno pomembni in morda bodo minila desetletja, preden bomo potrebovali zamenjavo. Do takrat kdo ve, kaj bo na voljo. Lahko se zgodi, da tehnologije, ki bo nadomestila trenutne računalniške čipe, še ni odkriti.
Deliti Deliti Cvrkutati E-naslov Canon proti Nikon: katera znamka fotoaparata je boljša?Canon in Nikon sta dve največji imeni v industriji fotoaparatov. Toda katera blagovna znamka ponuja boljšo ponudbo fotoaparatov in objektivov?
Preberite Naprej Sorodne teme- Pojasnjena tehnologija
- Moorejev zakon
Luke je diplomirani pravnik in samostojni pisatelj tehnologije iz Velike Britanije. S tehnologijo se že od malih nog ukvarja s kibernetsko varnostjo in nastajajočimi tehnologijami, kot je umetna inteligenca.
Več od Luke JamesNaročite se na naše novice
Pridružite se našemu glasilu za tehnične nasvete, ocene, brezplačne e -knjige in ekskluzivne ponudbe!
Kliknite tukaj, da se naročite