Home-theater-designers
Современные компьютеры поистине удивительны, и с годами они продолжают совершенствоваться. Одна из многих причин, почему это произошло, - это лучшая вычислительная мощность. Примерно каждые 18 месяцев количество транзисторов, которые можно разместить на кремниевых микросхемах в интегральных схемах, удваивается.
Это известно как закон Мура, и это была тенденция, отмеченная соучредителем Intel Гордоном Муром еще в 1965 году. Именно по этой причине развитие технологий происходит такими быстрыми темпами.
Что такое закон Мура?
Закон Мура - это наблюдение, что компьютерные микросхемы становятся быстрее и энергоэффективнее, при этом их производство становится дешевле. Это один из ведущих законов развития электронной техники, существующий на протяжении десятилетий.
Однако однажды закон Мура «закончится». Хотя нам говорят о надвигающемся конце в течение нескольких лет, в нынешнем технологическом климате он почти наверняка приближается к своей завершающей стадии.
Это правда, что процессоры постоянно становятся быстрее, дешевле и содержат все больше транзисторов. Однако с каждой новой версией компьютерного чипа прирост производительности меньше, чем был раньше.
Пока новее Центральные процессоры (ЦП) имеют лучшую архитектуру и технические характеристики, улучшения для повседневной компьютерной деятельности сокращаются и происходят медленнее.
Почему имеет значение закон Мура?
Когда закон Мура наконец «закончится», кремниевые чипы не будут вмещать дополнительные транзисторы. Это означает, что для дальнейшего развития технологий и внедрения инноваций следующего поколения потребуется замена вычислений на основе кремния.
Риск состоит в том, что закон Мура неизбежно исчезнет без замены. Если это произойдет, технический прогресс, каким мы его знаем, может быть остановлен как вкопанный.
Возможная замена кремниевых компьютерных микросхем
По мере того как технический прогресс формирует наш мир, вычисления на основе кремния быстро подходят к своему пределу. Современная жизнь зависит от полупроводниковых чипов на основе кремния, которые питают наши технологии - от компьютеров до смартфонов и даже медицинского оборудования - и их можно включать и выключать.
Важно знать, что кремниевые чипы еще не «умерли» как таковые. Скорее, они далеко прошли свой пик с точки зрения производительности. Это не значит, что мы не должны думать о том, чем их заменить.
Компьютеры и технологии будущего должны быть более гибкими и чрезвычайно мощными. Для этого нам понадобится нечто намного превосходящее современные компьютерные микросхемы на основе кремния. Это три возможных замены:
1. Квантовые вычисления
Google, IBM, Intel и целый ряд небольших начинающих компаний соревнуются за создание самых первых квантовых компьютеров. Эти компьютеры с мощью квантовой физики будут обеспечивать невообразимую вычислительную мощность, обеспечиваемую «кубитами». Эти кубиты намного мощнее кремниевых транзисторов.
Однако перед тем, как раскрыть потенциал квантовых вычислений, физикам предстоит преодолеть множество препятствий. Одно из этих препятствий - продемонстрировать превосходство квантовой машины, поскольку она лучше справляется с конкретной задачей, чем обычный компьютерный чип.
2. Графен и углеродные нанотрубки.
Обнаруженный в 2004 году графен является поистине революционным материалом, который принес команде разработчиков Нобелевскую премию.
найти книгу по описанию сюжета
Он чрезвычайно прочен, может проводить электричество и тепло, имеет толщину в один атом с гексагональной структурой решетки и доступен в изобилии. Однако могут пройти годы, прежде чем графен станет доступным для коммерческого производства.
Одна из самых больших проблем, с которой сталкивается графен, заключается в том, что его нельзя использовать в качестве переключателя. В отличие от кремниевых полупроводников, которые могут быть включены или выключены электрическим током - они генерируют двоичный код, нули и единицы, которые заставляют компьютеры работать - графен не может.
Это означало бы, что компьютеры на основе графена, например, никогда нельзя было выключить.
Графен и углеродные нанотрубки все еще очень новы. Хотя компьютерные микросхемы на основе кремния разрабатывались десятилетиями, открытию графена всего 14 лет. Если графен заменит кремний в будущем, многое еще предстоит сделать.
настройки электропитания Windows 10 не работают
Несмотря на это, это, несомненно, в теории, самая идеальная замена кремниевым чипам. Подумайте о складных ноутбуках, сверхбыстрых транзисторах, телефонах, которые невозможно сломать. Все это и многое другое теоретически возможно с графеном.
3. Наномагнитная логика
Графен и квантовые вычисления выглядят многообещающими, но также и наномагнетики. Наномагнетики используют наномагнитную логику для передачи и вычисления данных. Они делают это с помощью бистабильных состояний намагничивания, которые литографически прикрепляются к сотовой архитектуре схемы.
Наномагнитная логика работает так же, как кремниевые транзисторы, но вместо включения и выключения транзисторов для создания двоичного кода это происходит переключением состояний намагниченности. Используя диполь-дипольные взаимодействия - взаимодействие между северным и южным полюсами каждого магнита - эту двоичную информацию можно обрабатывать.
Поскольку наномагнитная логика не зависит от электрического тока, потребление энергии очень низкое. Это делает их идеальной заменой, если принять во внимание факторы окружающей среды.
Какая замена кремниевого чипа наиболее вероятна?
Квантовые вычисления, графен и наномагнитная логика - все это многообещающие разработки, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Однако с точки зрения того, какой из них лидирует в настоящее время, это наномагниты . Поскольку квантовые вычисления все еще являются не чем иным, как теорией и практическими проблемами, с которыми сталкивается графен, наномагнитные вычисления выглядят как наиболее многообещающий преемник кремниевых схем.
Однако впереди еще долгий путь. Закон Мура и компьютерные микросхемы на основе кремния по-прежнему актуальны, и могут пройти десятилетия, прежде чем нам понадобится замена. К тому времени, кто знает, что будет доступно. Возможно, технология, которая заменит существующие компьютерные чипы, еще не открыта.
Делиться Делиться Твитнуть Эл. адрес Canon против Nikon: какой бренд камеры лучше?Canon и Nikon - два крупнейших имени в индустрии фотоаппаратов. Но какой бренд предлагает лучшую линейку камер и объективов?
Читать далее Похожие темы- Объяснение технологии
- Закон Мура
Люк - выпускник юридического факультета и внештатный писатель из Великобритании. Он занимается технологиями с раннего возраста, его основные интересы и области знаний включают кибербезопасность и новые технологии, такие как искусственный интеллект.
Ещё от Luke JamesПодписывайтесь на нашу новостную рассылку
Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!
Нажмите здесь, чтобы подписаться