Διαφήμιση
Ο Νόμος του Μουρ είναι ένα από αυτά τα θαύματα της σύγχρονης ζωής που όλοι θεωρούμε δεδομένα, όπως τα παντοπωλεία και η οδοντιατρική με αναισθησία.
Εδώ και 50 χρόνια, οι επεξεργαστές υπολογιστών είναι διπλασιάζοντας την απόδοσή τους Τι είναι ο νόμος του Μουρ και τι έχει να κάνει με εσάς; [MakeUseOf Εξηγεί]Η κακή τύχη δεν έχει καμία σχέση με το Νόμο του Μουρ. Εάν αυτός είναι ο συσχετισμός που είχατε, το συγχέετε με τον Νόμο του Murphy. Ωστόσο, δεν ήσασταν μακριά γιατί ο Νόμος του Μουρ και ο Νόμος του Μέρφι ... Διαβάστε περισσότερα ανά δολάριο ανά τετραγωνικό εκατοστό κάθε 1-2 χρόνια. Αυτή η εκθετική τάση μας οδήγησε από τα 500 flops του ENIAC (λειτουργίες κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο) σε περίπου 54 petaflops για τον πιο ισχυρό υπερ-υπολογιστή σήμερα, Tianhe-2. Αυτό είναι περίπου μια δέκα τρισεκατομμύρια βελτίωση, σε λιγότερο από έναν αιώνα. Αυτό είναι απίστευτο από κάθε λογική.
Αυτό το επίτευγμα συμβαίνει τόσο αξιόπιστα, για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, που έχει γίνει μια τεράστια αλήθεια για τον υπολογιστή.
Το θεωρούμε δεδομένο.
Γι 'αυτό είναι τόσο τρομακτικό που θα μπορούσαν όλοι να σταματήσουν στο εγγύς μέλλον. Ορισμένα βασικά φυσικά όρια συγκλίνουν για να σταματήσουν η εξέλιξη των παραδοσιακών τσιπ υπολογιστή πυριτίου. Ενώ υπάρχει θεωρητική τεχνολογία υπολογιστών Η τελευταία τεχνολογία υπολογιστών που πρέπει να δείτε για να πιστέψετεΔείτε μερικές από τις τελευταίες τεχνολογίες υπολογιστών που έχουν προγραμματιστεί να μεταμορφώσουν τον κόσμο των ηλεκτρονικών και των υπολογιστών τα επόμενα χρόνια. Διαβάστε περισσότερα που θα μπορούσε να λύσει μερικά από αυτά τα προβλήματα, το γεγονός παραμένει ότι η πρόοδος επιβραδύνεται επί του παρόντος. Οι ημέρες της εκθετικής βελτίωσης των υπολογιστών θα μπορούσαν να κλείσουν.
Όμως όχι ακόμα.
Μια νέα ανακάλυψη από την IBM δείχνει ότι ο νόμος του Moore εξακολουθεί να έχει τα πόδια. Ένας επικεφαλής ερευνητικής ομάδας από την εταιρεία έχει δείξει ένα πρωτότυπο για έναν επεξεργαστή με στοιχεία τρανζίστορ πλάτους μόλις 7 νανόμετρων. Αυτό είναι το μισό μέγεθος (και τετραπλασιαστεί η απόδοση) της τρέχουσας τεχνολογίας 14 νανομέτρων, ωθώντας το θάνατο του Νόμου του Μουρ τουλάχιστον στο 2018.
Πώς λοιπόν επιτεύχθηκε αυτή η ανακάλυψη; Και, πότε μπορείτε να περιμένετε να δείτε αυτήν την τεχνολογία σε πραγματικές συσκευές;
Παλαιά άτομα, νέα κόλπα
Το νέο πρωτότυπο δεν είναι τσιπ παραγωγής, αλλά έχει παραχθεί με εμπορικά επεκτάσιμες τεχνικές που θα μπορούσε να πάει στην αγορά τα επόμενα χρόνια (η φήμη λέει ότι η IBM θα ήθελε το chip να κάνει πρεμιέρα 2017-2018. Το πρωτότυπο είναι το προϊόν της IBM / SUNY, ενός ερευνητικού εργαστηρίου IMB που συνεργάστηκε με το State University of New York. Διάφορες εταιρείες και ερευνητικές ομάδες συνεργάστηκαν στο έργο, συμπεριλαμβανομένων των SAMSUNG και Global Foundries, μιας εταιρείας που είναι η IBM πληρώνουν περίπου 1,3 δισεκατομμύρια δολάρια για να αναλάβει την μη κερδοφόρα πτέρυγα κατασκευής τσιπ.
Βασικά, η ερευνητική ομάδα της IBM έκανε δύο βασικές βελτιώσεις αυτό κατέστη δυνατό: ανάπτυξη ενός καλύτερου υλικού και ανάπτυξη μιας καλύτερης διαδικασίας χάραξης. Καθένα από αυτά ξεπερνά ένα σημαντικό εμπόδιο στην ανάπτυξη πυκνότερων επεξεργαστών. Ας δούμε κάθε ένα από αυτά με τη σειρά.
Καλύτερο υλικό
Ένα από τα εμπόδια στα μικρότερα τρανζίστορ είναι απλά ο συρρικνούμενος αριθμός ατόμων. ένα τρανζίστορ 7nm έχει στοιχεία που έχουν μόνο περίπου 35 άτομα πυριτίου. Προκειμένου να ρέει ρεύμα, τα ηλεκτρόνια πρέπει να πηδούν φυσικά από την τροχιά ενός ατόμου στο άλλο. Σε μια καθαρή γκοφρέτα πυριτίου, όπως παραδοσιακά χρησιμοποιείται, είναι δύσκολο ή αδύνατο να ληφθεί επαρκές ρεύμα για να ρέει μέσα από έναν τόσο μικρό αριθμό ατόμων.
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η IBM έπρεπε να εγκαταλείψει το καθαρό πυρίτιο υπέρ της χρήσης ενός κράματος πυριτίου και γερμανίου. Αυτό έχει ένα βασικό πλεονέκτημα: Αυξάνει τη λεγόμενη «κινητικότητα ηλεκτρονίων» - την ικανότητα των ηλεκτρονίων να ρέουν μέσω του υλικού. Το πυρίτιο αρχίζει να λειτουργεί άσχημα στην κλίμακα των 10 νανομέτρων, γεγονός που αποτελεί έναν από τους λόγους που έχουν σταματήσει οι προσπάθειες ανάπτυξης επεξεργαστών 10 nm. Η προσθήκη του γερμανίου πηδάει το φράγμα αυτό.
Λεπτή χαρακτική
Υπάρχει επίσης το ερώτημα για το πώς διαμορφώνετε πραγματικά αντικείμενα που είναι τόσο μικρά. Ο ΤΡΟΠΟΣ επεξεργαστές υπολογιστών Τι είναι μια CPU και τι κάνει;Τα υπολογιστικά ακρωνύμια προκαλούν σύγχυση. Τι είναι η CPU ούτως ή άλλως; Και χρειάζομαι επεξεργαστή τετραπλού ή διπλού πυρήνα; Τι γίνεται με την AMD ή την Intel; Είμαστε εδώ για να σας βοηθήσουμε να εξηγήσετε τη διαφορά! Διαβάστε περισσότερα που παράγονται χρησιμοποιεί εξαιρετικά ισχυρά λέιζερ και διάφορα οπτικά και διάτρητα για να χαράξει μικροσκοπικά χαρακτηριστικά. Ο περιορισμός εδώ είναι το μήκος κύματος του φωτός, το οποίο επιβάλλει ένα όριο στο πώς μπορούμε να χαράξουμε χαρακτηριστικά.
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, η κατασκευή τσιπ σταθεροποιήθηκε χρησιμοποιώντας λέιζερ φθοριούχου αργού, με μήκος κύματος 193 νανόμετρα. Μπορεί να παρατηρήσετε ότι αυτό είναι λίγο μεγαλύτερο από τα χαρακτηριστικά των 14 νανομέτρων με τα οποία χαράξαμε. Ευτυχώς, το μήκος κύματος δεν είναι ένα σκληρό όριο στην ανάλυση. Είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν παρεμβολές και άλλα κόλπα για μεγαλύτερη ακρίβεια. Ωστόσο, οι chipmakers έχουν εξαντλήσει τις έξυπνες ιδέες και τώρα απαιτείται μια σημαντική αλλαγή.
Η ιδέα της IBM ήταν η χρήση πηγής φωτός EUV (Extreme Ultra Violet), με μήκος κύματος μόλις 13,5 νανόμετρα. Αυτό, χρησιμοποιώντας παρόμοια κόλπα με αυτά που χρησιμοποιήσαμε με το αργό-φθόριο, θα πρέπει να μας δώσει μια ανάλυση χάραξης μόλις δύο νανομέτρων με περισσότερη ανάπτυξη.
Δυστυχώς, απαιτεί επίσης να πετάμε τα περισσότερα από όσα γνωρίζουμε για την κατασκευή τσιπ, καθώς και τα περισσότερα τεχνολογική υποδομή που αναπτύχθηκε για αυτό, ένας από τους λόγους που η τεχνολογία χρειάστηκε τόσο πολύ για να έρθει σε αυτήν τα δικά.
Αυτή η τεχνολογία ανοίγει την πόρτα στη συνέχιση της ανάπτυξης του Νόμου του Μουρ μέχρι το κβαντικό όριο - το σημείο στο οποίο η κβαντική αβεβαιότητα γύρω από τη θέση ενός ηλεκτρονίου είναι μεγαλύτερη από το ίδιο το τρανζίστορ, με αποτέλεσμα τα στοιχεία του επεξεργαστή να συμπεριφέρονται τυχαία. Από εκεί, πραγματικά νέα τεχνολογία Κβαντικοί υπολογιστές: Το τέλος της κρυπτογραφίας;Η κβαντική υπολογιστική ως ιδέα υπάρχει εδώ και αρκετό καιρό - η θεωρητική δυνατότητα αρχικά εισήχθη το 1982. Τα τελευταία χρόνια, ο τομέας πλησιάζει στην πρακτικότητα. Διαβάστε περισσότερα θα χρειαστεί να προωθήσει περαιτέρω τον υπολογιστή.
Τα επόμενα πέντε χρόνια κατασκευής Chip
Η Intel εξακολουθεί να αγωνίζεται να παράγει έναν βιώσιμο επεξεργαστή 10nm. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ο συνασπισμός της IBM θα μπορούσε να τους νικήσει στη διάτρηση. Εάν συμβεί αυτό, θα δείξει ότι η ισορροπία ισχύος στον κλάδο των ημιαγωγών τελικά έχει απομακρυνθεί από την Intel.
Το μέλλον του Νόμου του Μουρ είναι αβέβαιο. Ωστόσο, η ιστορία τελειώνει, θα είναι ταραχώδης. Τα βασίλεια θα κερδηθούν και θα χαθούν. Θα είναι ενδιαφέρον να δούμε ποιος θα καταλήξει στην κορυφή όταν καθίσει όλη η σκόνη. Και, βραχυπρόθεσμα, είναι ωραίο να γνωρίζουμε ότι η ασταμάτητη πορεία ανθρώπινης προόδου δεν θα υποχωρήσει για τουλάχιστον μερικά ακόμη χρόνια.
Είστε ενθουσιασμένοι για ταχύτερες μάρκες; Ανησυχείτε για το τέλος του Νόμου του Μουρ; Ενημερώστε μας στα σχόλια!
Συντελεστές εικόνας: μικροτσίπ υπολογιστή μέσω του Shutterstock, “Silicon Croda”, "Argon-Ion Laser," "Λογότυπο Intel" από το Wikimedia
Ένας συγγραφέας και δημοσιογράφος με έδρα τη Νοτιοδυτική πλευρά, ο Andre είναι εγγυημένος ότι θα παραμείνει λειτουργικός έως και 50 βαθμούς Κελσίου και είναι αδιάβροχος σε βάθος δώδεκα ποδιών.