פרסומת
מחשבים מודרניים באמת מדהימים, ממשיכים להשתפר ככל שחולפות השנים. אחת הסיבות הרבות לכך שזה קרה נובעת מכוח עיבוד טוב יותר. כל 18 חודשים לערך, מספר הטרנזיסטורים שניתן להציב על שבבי הסיליקון במעגלים משולבים מוכפל.
זה ידוע כחוק מור והיה טרנד שהבחין בו מייסד שותף אינטל גורדון מור עוד בשנת 1965. זו הסיבה לכך שהטכנולוגיה נדרשה בקצב כה מהיר.
מה בדיוק החוק של מור?
חוק מור מה החוק של מור, ומה זה קשור אליך? [MakeUseOf מסביר]מזל רע לא קשור לחוק של מור. אם זו העמותה שהייתה לך, אתה מבלבל אותה עם החוק של מרפי. עם זאת, לא היית רחוק מכיוון שחוק מור וחוק מרפי ... קרא עוד היא התצפית שככל שבבי מחשב מתייעלים במהירות וביעילות אנרגיה יותר, תוך שהם הופכים לזולים יותר לייצור. זהו אחד מחוקי ההתקדמות המובילים בתחום ההנדסה האלקטרונית ונמצא מזה עשרות שנים.
אולם יום אחד החוק של מור עומד להסתיים. אמנם מספרים לנו על הסוף הממשמש ובא במשך כמה שנים, אך כמעט בוודאות הוא מתקרב לשלביו האחרונים באקלים הטכנולוגי הנוכחי.
זה נכון שמעבדים נעשים כל הזמן מהירים יותר, זולים יותר, וטרנזיסטורים נוספים ארוזים עליהם. עם כל איטרציה חדשה של שבב מחשב, עם זאת, שיפור הביצועים קטן יותר מבעבר.
בעוד חדש יותר יחידות עיבוד מרכזיות מהו מעבד ומה הוא עושה?ראשי תיבות מחשוב מבלבלים. מה בכל זאת מעבד? והאם אני זקוק למעבד מרובע או כפול ליבות? מה דעתך על AMD, או אינטל? אנחנו כאן כדי לעזור להסביר את ההבדל! קרא עוד (מעבדים) מגיעים עם ארכיטקטורה ומפרטים טכניים טובים יותר, השיפורים עבור פעילויות יומיומיות הקשורות למחשבים מצטמצמים ומתרחשים בקצב איטי יותר.
מדוע עניינם של חוק מור?
כאשר החוק של מור סוף סוף "מסתיים", שבבי סיליקון לא יתאימו לטרנזיסטורים נוספים. משמעות הדבר היא שכדי לקדם את ההתקדמות בתחום הטכנולוגיה ולהביא את הדור הבא של החידושים, יהיה צורך להחליף מחשוב מבוסס סיליקון.
הסיכון הוא שהחוק של מור מגיע למותו בוודאות מבלי שיש תחליף. אם זה יקרה, ההתקדמות הטכנולוגית כידוע ניתן לעצור אותה מתה.
החלפות אפשריות של שבבי מחשב סיליקון
ככל שהקדמה הטכנולוגית מעצבת את עולמנו, מחשוב מבוסס סיליקון מתקרב במהירות לגבול שלו. החיים המודרניים תלויים בשבבי מוליכים למחצה מבוססי סיליקון המפעילים את הטכנולוגיה שלנו - ממחשבים לטלפונים חכמים ואפילו ציוד רפואי - וניתן להפעיל ולכבות אותם.
חשוב לדעת ששבבים מבוססי סיליקון עדיין אינם 'מתים' ככאלה. במקום זאת, הם כבר רחוקים מהשיא שלהם מבחינת הביצועים. זה לא אומר שאסור לנו לחשוב מה יכול להחליף אותם.
מחשבים וטכנולוגיה עתידית יצטרכו להיות זריזים יותר ועוצמתיים במיוחד. כדי לספק זאת, נצטרך משהו עדיף בהרבה על שבבי מחשב מבוססי סיליקון קיימים. אלה שלושה תחליפים פוטנציאליים:
1. מחשוב קוונטי
גוגל, יבמ, אינטל ושלל חברות הזנק קטנות יותר במירוץ לספק את ה- מחשבים קוונטיים מאוד ראשונים. מחשבים אלה יספקו כוח עיבוד בלתי נתפס שמועבר על ידי 'qubits', עם הכוח של פיזיקת הקוונטים. קווביטים אלה חזקים בהרבה מטרנזיסטורים מסיליקון.
לפני שניתן יהיה לשחרר את הפוטנציאל של מחשוב קוונטי, לפיסיקאים יש מכשולים רבים להתגבר עליהם. אחת המכשולים הללו היא להפגין שמכונת הקוונטים היא העליונה בכך שהיא טובה יותר בביצוע משימה ספציפית מאשר שבב מחשב רגיל.
2. צינורות גרפן ופחמן
התגלה בשנת 2004, גרפן הוא חומר מהפכני באמת מה זה גרפן? 7 דרכים במהרה לחולל מהפכה בטכנולוגיהדיברו הרבה על גרפן במהלך השנים האחרונות. אבל מה זה בדיוק? ולמה אנשים כל כך מתלהבים מזה? למה אכפת לך? קרא עוד שזכה בקבוצה שמאחוריה בפרס נובל.
הוא חזק במיוחד, הוא יכול להוליך חשמל וחום, זהו אטום אחד בעובי עם מבנה סריג משושה, והוא זמין בשפע. יתכן שעברו שנים עד שגרפן זמין לייצור מסחרי, לעומת זאת.
אחת הבעיות הגדולות שעומדות בפני גרפן היא העובדה שהיא לא יכולה לשמש מתג. שלא כמו מוליכים למחצה סיליקון שניתן להפעיל או לכבות באמצעות זרם חשמלי - זה מייצר קוד בינארי, האפסים ואלה שגורמים למחשבים לעבוד - גרפן לא יכול.
פירוש הדבר שמחשבים מבוססי גרפן, למשל, לעולם לא היו יכולים לכבות.
צינורות גרפן ופחמן הם עדיין חדשים מאוד. למרות שבבי מחשב מבוססי סיליקון פותחו במשך עשרות שנים, התגלית של גרפן היא רק בת 14 שנים. אם גרפן אמור להחליף סיליקון בעתיד, נותר הרבה שצריך להשיג.
למרות זאת, אין ספק, להלכה, התחליף האידיאלי ביותר לשבבים מבוססי סיליקון. חשוב על מחשבים ניידים מתקפלים, טרנזיסטורים סופר מהירים, טלפונים שלא ניתן לשבור. כל זה ועוד אפשרי תיאורטית באמצעות גרפן.
3. היגיון ננו-מגנטי
גרפין ומחשוב קוונטי נראים מבטיחים, אך כך גם ננו-מגנטים. ננו-מגנטים משתמשים בהיגיון ננו-מגנטי כדי להעביר ולחשב נתונים. הם עושים זאת על ידי שימוש במצבי מגנטציה ניתנים לניתוח שמודבקים ליטוגרפית בארכיטקטורה הסלולרית של המעגל.
ההיגיון הננו-מגנטי פועל באותו אופן כמו טרנזיסטורים מבוססי סיליקון, אך במקום ההפעלה ומחוץ לטרנזיסטורים ליצירת קוד בינארי, זהו המעבר של מצבי המגנטציה שעושים זה. באמצעות אינטראקציות דיפול-דיפול - האינטראקציה בין הקוטב הצפוני לדרומי של כל מגנט - ניתן לעבד מידע בינארי זה.
מכיוון שההיגיון הננו-מגנטי אינו מסתמך על זרם חשמלי, יש צריכת חשמל נמוכה מאוד. זה הופך אותם לתחליף האידיאלי כשאתם לוקחים בחשבון גורמים סביבתיים.
איזו החלפת שבב סיליקון היא הכי סבירה?
ההיגיון המחשוב הקוונטי, הגרפן והננו-מגנטית הם כולם התפתחויות מבטיחות, לכל אחת היתרונות והחסרונות שלה.
אבל מבחינת מי מוביל את הדרך ננו-מגנטים. כאשר המחשוב הקוונטי עדיין אינו אלא תיאוריה ובעיות מעשיות שעומדות בפני גרפן, מחשוב ננו-מגנטי נראה כאילו הוא היורש המבטיח ביותר של מעגלים מבוססי סיליקון.
עם זאת, עדיין יש דרך ארוכה. חוק מור ושבבי מחשב מבוססי סיליקון עדיין רלוונטיים ויכול להיות שעשרות שנים נצטרך להחליף. עד אז, מי יודע מה יהיה זמין יבמ חושפת את "המוח על הצ'יפ" המהפכניהוכרז בשבוע שעבר באמצעות מאמר במדע, "TrueNorth" הוא מה שמכונה "שבב נוירומורפי" - שבב מחשב המיועד לחקות נוירונים ביולוגיים, לשימוש במערכות מחשב חכמות כמו ווטסון. קרא עוד . יתכן כי הטכנולוגיה שתחליף שבבי מחשב נוכחיים טרם התגלתה.
לוק הוא בוגר משפטים וסופר טכנולוגיה פרילנסרית מבריטניה. בהתייחס לטכנולוגיה מגיל צעיר, תחומי העניין העיקריים שלו ותחומי המומחיות שלו כוללים אבטחת סייבר וטכנולוגיות מתפתחות כמו בינה מלאכותית.