Home-theater-designers
Moderní počítače jsou opravdu úžasné a s přibývajícími roky se stále zlepšují. Jedním z mnoha důvodů, proč se to stalo, je lepší výpočetní výkon. Každých zhruba 18 měsíců se zdvojnásobí počet tranzistorů, které lze umístit na křemíkové čipy v rámci integrovaných obvodů.
Toto je známé jako Moorův zákon a byl to trend, kterého si všiml spoluzakladatel společnosti Intel Gordon Moore v roce 1965. Z tohoto důvodu byla technologie pobídnuta tak rychlým tempem.
Co přesně je Moorův zákon?
Moorův zákon je zjištění, že jak jsou počítačové čipy rychlejší a energeticky účinnější a jejich výroba je stále levnější. Je to jeden z předních progresivních zákonů v rámci elektronického inženýrství a trvá již desítky let.
Jednoho dne však Moorův zákon skončí. I když nám již několik let bylo řečeno o blížícím se konci, v současném technologickém klimatu se téměř jistě blíží ke konečným fázím.
Je pravda, že procesory jsou neustále rychlejší, levnější a mají na sobě více tranzistorů. S každou novou iterací počítačového čipu jsou však zvýšení výkonu menší než kdysi.
Zatímco novější Centrální procesní jednotky (CPU) přicházejí s lepší architekturou a technickými specifikacemi, vylepšení pro každodenní činnosti související s počítačem se zmenšují a objevují se pomaleji.
Proč je Moorův zákon důležitý?
Když Moorův zákon konečně skončí, křemíkové čipy neuloží další tranzistory. To znamená, že za účelem dalšího pokroku v technologii a přivedení nové generace inovací bude nutné nahradit výpočetní techniku na bázi křemíku.
Rizikem je, že Moorův zákon přichází k určitému zániku, aniž by došlo k výměně. Pokud k tomu dojde, technologický pokrok, jak jej známe, by mohl být zastaven.
Potenciální náhrada silikonových počítačových čipů
Jak technologický pokrok formuje náš svět, výpočetní technika na bázi křemíku se rychle blíží svému limitu. Moderní život závisí na polovodičových čipech na bázi křemíku, které napájejí naše technologie-od počítačů po smartphony a dokonce i lékařská zařízení-a lze je zapínat a vypínat.
Je důležité vědět, že čipy na bázi křemíku jako takové ještě nejsou 'mrtvé'. Výkonnostně jsou spíše daleko za svým vrcholem. To neznamená, že bychom neměli přemýšlet o tom, co je může nahradit.
Počítače a budoucí technologie budou muset být agilnější a extrémně výkonné. Abychom toho dosáhli, budeme potřebovat něco mnohem lepšího než současné počítačové čipy na bázi křemíku. Toto jsou tři potenciální náhrady:
1. Kvantové počítače
Google, IBM, Intel a celá řada menších začínajících společností se předhánějí v dodávce prvních kvantových počítačů. Tyto počítače poskytnou se silou kvantové fyziky nepředstavitelný výpočetní výkon dodávaný „qubity“. Tyto qubity jsou mnohem silnější než křemíkové tranzistory.
Než však bude potenciál kvantové výpočetní techniky uvolněn, musí fyzici překonat mnoho překážek. Jednou z těchto překážek je ukázat, že kvantový stroj je nejlepší tím, že je lepší při plnění konkrétního úkolu než běžný počítačový čip.
2. Grafenové a uhlíkové nanotrubičky
Grafen, objevený v roce 2004, je skutečně revolučním materiálem, který získal tým za ním Nobelovu cenu.
windows 10 stop kód stroj výjimka kontrola
Je extrémně silný, může vést elektřinu a teplo, je to jeden atom o tloušťce s hexagonální mřížkovou strukturou a je k dispozici v hojnosti. Může však trvat roky, než bude grafen k dispozici pro komerční produkci.
Jedním z největších problémů, kterým grafen čelí, je skutečnost, že jej nelze použít jako přepínač. Na rozdíl od křemíkových polovodičů, které lze zapnout nebo vypnout elektrickým proudem-generuje to binární kód, nuly a nuly, díky nimž počítače fungují --- grafen nemůže.
To by znamenalo, že například počítače na bázi grafenu nelze nikdy vypnout.
Grafenové a uhlíkové nanotrubičky jsou stále velmi nové. Zatímco počítačové čipy na bázi křemíku byly vyvíjeny desítky let, objev grafenu je jen 14 let starý. Pokud má grafen v budoucnu nahradit křemík, zbývá toho ještě hodně dosáhnout.
seznam úkolů, které se synchronizují s kalendářem Google
Navzdory tomu je to bezpochyby teoreticky nejideálnější náhrada za křemíkové čipy. Myslete na skládací notebooky, superrychlé tranzistory, telefony, které nelze rozbít. To vše a ještě více je teoreticky možné s grafenem.
3. Nanomagnetická logika
Grafen a kvantové počítače vypadají slibně, ale nanomagnety také. Nanomagnety používají k přenosu a výpočtu dat nanomagnetickou logiku. Dělají to pomocí bistabilních stavů magnetizace, které jsou litograficky připojeny k buněčné architektuře obvodu.
Nanomagnetická logika funguje stejným způsobem jako tranzistory na bázi křemíku, ale místo zapínání a vypínání tranzistorů k vytvoření binárního kódu to dělá přepínání stavů magnetizace. Pomocí interakcí dipól-dipól --- interakce mezi severním a jižním pólem každého magnetu --- lze tyto binární informace zpracovat.
Protože nanomagnetická logika nespoléhá na elektrický proud, je spotřeba energie velmi nízká. To z nich dělá ideální náhradu, když vezmete v úvahu faktory prostředí.
Která náhrada silikonového čipu je nejpravděpodobnější?
Kvantová výpočetní technika, grafen a nanomagnetická logika jsou slibným vývojem, z nichž každý má své vlastní výhody a nevýhody.
Pokud jde o to, který z nich v současné době vede, je nanomagnety . Vzhledem k tomu, že kvantová výpočetní technika stále není ničím jiným než teorií a praktickými problémy, kterým čelí grafen, vypadá nanomagnetické počítání jako nejslibnější nástupce obvodů na bázi křemíku.
Je však ještě dlouhá cesta. Moorův zákon a počítačové čipy na bázi křemíku jsou stále relevantní a může trvat desítky let, než budeme potřebovat výměnu. Do té doby, kdo ví, co bude k dispozici. Může se stát, že technologie, která nahradí současné počítačové čipy, bude teprve objevena.
Podíl Podíl tweet E-mailem Canon vs. Nikon: Která značka fotoaparátu je lepší?Canon a Nikon jsou dvě největší jména v oboru fotoaparátů. Ale která značka nabízí lepší řadu fotoaparátů a objektivů?
Číst dále Související témata- Technologie vysvětlena
- Moorův zákon
Luke je absolvent práva a nezávislý autor technologií z Velké Británie. Když jde o technologii od útlého věku, mezi jeho hlavní zájmy a oblasti odborných znalostí patří kybernetická bezpečnost a nové technologie, jako je umělá inteligence.
Více od Luka JamesePřihlaste se k odběru našeho zpravodaje
Připojte se k našemu zpravodaji a získejte technické tipy, recenze, bezplatné elektronické knihy a exkluzivní nabídky!
Kliknutím sem se přihlásíte k odběru