Wanneer de wet van Moore 3 alternatieven voor siliciumchips beëindigt

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 een betere verwerkingskracht. Elke 18 maanden of zo verdubbelt het aantal transistors dat op de siliciumchips kan worden geplaatst binnen geïntegreerde schakelingen.

Dit staat bekend als de wet van Moore en werd al in 1965 opgemerkt door Intel mede-oprichter Gordon Moore. Om deze reden is de technologie in zo'n snel tempo aangespoord.

Wat precies is de wet van Moore?

De wet van Moore Wat is de wet van Moore en wat heeft het met jou te maken? [MakeUseOf Explains] Wat is de wet van Moore en wat heeft het met jou te maken? [MakeUseOf Explains] Pech heeft niets te maken met de wet van Moore. Als dat de associatie is die u had, verwart u 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 is al decennia lang een feit.

Maar op een dag zal Moore's wet ten einde komen. Hoewel ons al enkele jaren wordt verteld over het naderende einde, nadert het vrijwel zeker de laatste fase in het huidige technologische klimaat.

Het is waar dat processors constant sneller worden, goedkoper en meer transistoren op zich laten laden. Bij elke nieuwe iteratie van een computerchip zijn de prestatieverbeteringen echter kleiner dan ze ooit waren.

Terwijl nieuwere Central Processing Units 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 te helpen verklaren! Read More (CPU's) worden geleverd met betere architectuur en technische specificaties, de verbeteringen voor alledaagse computergerelateerde activiteiten nemen af ​​en treden langzamer op.

Waarom is de wet van Moore belangrijk??

Wanneer de wet van Moore eindelijk komt “einde,” siliciumchips kunnen geen extra transistoren bevatten. Dit betekent dat om technologische ontwikkelingen verder te ontwikkelen en de volgende generatie innovaties tot stand te brengen, er een vervanging moet zijn voor op silicium gebaseerd computergebruik..

Het risico is dat de wet van Moore tot een zeker einde komt zonder dat er een vervanger is. Als dit gebeurt, kan de technologische vooruitgang zoals we die kennen, in zijn sporen worden gestopt.

Potentiële vervangingen van siliciumchips

Terwijl technologische vooruitgang onze wereld vormt, komt silicium op basis van silicium snel aan zijn limiet. Het moderne leven is afhankelijk van op silicium gebaseerde halfgeleiderchips die onze technologie van computers tot smartphones en zelfs medische apparatuur van stroom voorzien en die in- en uitgeschakeld kunnen worden.

Het is belangrijk om te weten dat op silicium gebaseerde chips nog niet 'dood' zijn als zodanig. Integendeel, ze zijn ver over hun hoogtepunt qua prestaties. Dat betekent niet dat we niet moeten nadenken over wat hen kan vervangen.

Computers en toekomstige technologie zullen flexibeler en extreem krachtig moeten zijn. Om dit te realiseren, 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 quantumcomputers 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 siliciumtransistors.

Voordat het potentieel van quantumcomputing kan worden losgelaten, hebben natuurkundigen echter veel hindernissen te overwinnen. Een van deze hindernissen is om aan te tonen dat de kwantummachine oppermachtig is door beter te zijn in het voltooien van een specifieke taak dan een gewone computerchip.

2. Grafeen en koolstofnanobuisjes

Ontdekt in 2004, is grafeen een echt revolutionair materiaal. Wat is grafeen? 7 manieren waarop het snel zal revolutie in technologie Wat is grafeen? 7 manieren waarop het snel zal veranderen Technologie revolutie In de afgelopen jaren is er veel gesproken over grafeen. Maar wat is het precies? En waarom zijn mensen er zo enthousiast over? Waarom zou je erom geven? Read More dat het team erachter de Nobelprijs won.

Het is extreem sterk, het kan elektriciteit en warmte geleiden, het is één atoom in dikte met een hexagonale roosterstructuur en het is in overvloed beschikbaar. Het kan echter nog 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 een schakelaar kan worden gebruikt. In tegenstelling tot siliciumhalfgeleiders die kunnen worden in- of uitgeschakeld door een elektrische stroom - dit genereert binaire code, de nullen en enen die computers laten werken - grafeen kan niet.

Dit zou betekenen dat computers op basis van grafeen bijvoorbeeld nooit kunnen worden uitgeschakeld.

Grafeen en koolstof nanobuizen zijn nog steeds erg nieuw. Hoewel op silicium gebaseerde computerchips al tientallen jaren worden ontwikkeld, is de ontdekking van grafeen slechts 14 jaar oud. Als grafeen in de toekomst silicium gaat vervangen, moet er nog veel worden bereikt.

Desondanks is het ongetwijfeld in theorie de meest ideale vervanging voor op silicium gebaseerde chips. 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 ook nanomagneten. Nanomagneten gebruiken nanomagnetische logica om gegevens te verzenden en te berekenen. Ze doen dit door bistabiele magnetisatietoestanden te gebruiken die lithografisch zijn aangebracht op de cellulaire architectuur van een circuit.

Nanomagnetische logica werkt op dezelfde manier als op silicium gebaseerde transistoren, maar in plaats van het in- en uitschakelen van de transistoren om binaire code te maken, is dit het schakelen van magnetisatietoestanden die dit doen. Door gebruik te maken van dipool-dipoolinteracties, de interactie tussen de noordpool en de 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 energieverbruik. Dit maakt ze de ideale vervanging als u rekening houdt met omgevingsfactoren.

Welke vervanging van siliciumchips het meest waarschijnlijk is?

Quantum computing, grafeen en nanomagnetische logica zijn allemaal veelbelovende ontwikkelingen, elk met zijn eigen verdiensten en nadelen.

In termen van die momenteel voorop loopt, is het dat wel nanomagneten. Omdat quantum computing nog steeds niets anders is dan een theorie en praktische problemen voor grafeen, lijkt nanomagnetisch rekenen de meest veelbelovende opvolger te zijn van op silicium gebaseerde circuits.

Er is echter nog een lange weg te gaan. De wet van Moore en op silicium gebaseerde computerchips zijn nog steeds relevant en het kan tientallen jaren duren voordat we een vervanging nodig hebben. Tegen die tijd weet wie wat 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.

Ontdek meer over: de wet van Moore.