När Moores lag slutar 3 alternativ till silikonchips

Moderna datorer är verkligen fantastiska, fortsätter att förbättras i takt med att åren går. En av de många anledningarna till att detta har hänt beror på bättre bearbetningskraft. Varje 18 månader dubblerar antalet transistorer som kan placeras på kiselchips i integrerade kretsar.

Detta är känt som Moores lag och var en trend märkt av Intel grundare Gordon Moore tillbaka 1965. Det är på grund av denna anledning att tekniken har ansträngts i så snabb takt.

Vad exakt är Moores lag?

Moores lag Vad är Moores lag och vad ska det göra med dig? [MakeUseOf Förklarar] Vad är Moores lag och vad ska det göra med dig? [MakeUseOf Explains] Otur har inget att göra med Moores lag. Om det är föreningen du hade, förvirrar du det med Murphys lag. Men du var inte långt borta eftersom Moores lag och Murphys lag ... Läs mer är observationen att datorns chips blir snabbare och mer energieffektiva samtidigt som de blir billigare att producera. Det är en av de ledande progressionslagarna inom elektronisk teknik och har varit i årtionden.

En dag kommer Moores lag att komma till en "slut". Även om vi har fått höra om det övergående slutet i flera år, är det nästan säkert att närma sig sina sista steg i det nuvarande tekniska klimatet.

Det är sant att processorerna ständigt blir snabbare, billigare och har fler transistorer packade på dem. Med varje ny iteration av ett dataplip är prestationsökningarna dock mindre än de en gång var.

Medan nya Central Processing Units Vad är en CPU och vad gör den? Vad är en CPU och vad gör den? Computing akronymer är förvirrande. Vad är en CPU i alla fall? Och behöver jag en quad eller dual-core processor? Vad sägs om AMD eller Intel? Vi är här för att hjälpa till att förklara skillnaden! Läs mer (CPUer) kommer med bättre arkitektur och tekniska specifikationer, förbättringarna för vardagliga datorrelaterade aktiviteter minskar och sker långsammare.

Varför gäller Moores lag?

När Moores lag gör det äntligen “slutet,” kiselskivor kommer inte att rymma ytterligare transistorer. Det innebär att för att ytterligare tekniska framsteg ska kunna föras och ta fram nästa generations innovationer måste det finnas en ersättning för kiselbaserad databehandling.

Risken är att Moores lag kommer till viss tid utan att det finns en ersättning. Om detta händer kan de tekniska framstegen som vi vet det stoppas död i sina spår.

Potentiella utbyten av kiselkis

Eftersom tekniska framsteg bildar vår värld, är kiselbaserad databehandling snart nära sin gräns. Det moderna livet beror på kiselbaserade halvledarkretsar som driver våra tekniker från datorer till smartphones och till och med medicinsk utrustning och kan slås på och av.

Det är viktigt att veta att kiselbaserade chips ännu inte är "döda". Snarare är de långt över sin topp när det gäller prestanda. Det betyder inte att vi inte bör tänka på vad som kan ersätta dem.

Datorer och framtida teknik kommer att behöva vara mer smidig och extremt kraftfull. För att kunna leverera detta behöver vi någonting som är överlägsen än dagens kiselbaserade dataprocessor. Dessa är tre potentiella ersättare:

1. Quantum Computing

Google, IBM, Intel och en hel del mindre startföretag är i en tävling för att leverera de allra första kvantdatorerna. Dessa datorer kommer med kraften i kvantfysiken att leverera ofattbar bearbetningskraft som levereras av "qubits". Dessa qubits är mycket kraftigare än kiseltransistorer.

Innan potentialen för kvantberäkning kan släppas ut, har fysikerna många hinder att övervinna. En av dessa hinder är att visa att kvantmaskinen är överlägsen genom att vara bättre att slutföra en specifik uppgift än en vanlig datorchip.

2. Grafen och kolnanotubiner

Upptäckt 2004, är grafen ett verkligt revolutionärt material Vad är Graphene? 7 sätt kommer det snart att revolutionera tech Vad är grafen? 7 sätt kommer det snart att revolutionera Tech Det har varit mycket prat om grafen de senaste åren. Men vad är det exakt? Och varför är folk så glada över det? Varför ska du bry dig? Läs mer som vann laget bakom det Nobelpriset.

Det är extremt starkt, det kan leda elektricitet och värme, det är en atom i tjocklek med en sexkantig gitterstruktur, och den finns i överflöd. Det kan dock vara år innan grafen är tillgänglig för kommersiell produktion.

Ett av de största problemen med grafen är det faktum att det inte kan användas som omkopplare. Till skillnad från kiselhalvledare som kan slås på eller av med en elektrisk ström, genererar detta binär kod, nollorna och de som gör datorerna arbetsgrafen kan inte.

Detta skulle innebära att grafenbaserade datorer, till exempel, aldrig kunde stängas av.

Grafen och kolnanorör är fortfarande mycket nya. Även om kiselbaserade dataplattor har utvecklats i årtionden är grafens upptäckt bara 14 år gammal. Om grafen ska ersätta kisel i framtiden finns det fortfarande mycket som behöver uppnås.

Trots detta är det utan tvekan teoretiskt den mest ideala ersättningen för kiselbaserade chips. Tänk på vikbara bärbara datorer, super-snabba transistorer, telefoner som inte kan brytas. Allt detta och mer är teoretiskt möjligt med grafen.

3. Nanomagnetisk logik

Grafen och kvantdatorer ser lovande ut, men det gör också nanomagneter. Nanomagneter använder nanomagnetisk logik för att överföra och beräkna data. De gör detta genom att använda bistabila magnetiseringstillstånd som är litografiskt fästade på en krets cellulära arkitektur.

Nanomagnetisk logik fungerar på samma sätt som kiselbaserade transistorer, men i stället för att transistorerna slås på och av för att skapa binär kod är det omkoppling av magnetiseringstillstånd som gör det här. Användning av dipol-dipol-interaktioner-interaktionen mellan nord- och sydpolen hos varje magnet-denna binära information kan behandlas.

Eftersom nanomagnetisk logik inte är beroende av en elektrisk ström, är det mycket låg energiförbrukning. Detta gör dem till en idealisk ersättare när du tar hänsyn till miljöfaktorer.

Vilken Silicon Chip Replacement är mest sannolikt?

Quantum computing, graphene och nanomagnetic logic är alla lovande utvecklingar, var och en med sina egna meriter och nackdelar.

När det gäller vilken man för närvarande leder vägen är det dock nanomagneter. Med kvantkalkylering är det fortfarande en teori och praktiska problem som grafen står inför. Nanomagnetisk databehandling ser ut att det är den mest lovande efterföljaren av kiselbaserade kretsar.

Det finns fortfarande en lång väg att gå, dock. Moores lag och kiselbaserade dataplaster är fortfarande relevanta och det kan vara årtionden innan vi behöver en ersättare. Vid den tiden, vem vet vad som kommer att bli tillgängligt IBM Reveals Revolutionary "Brain on a Chip" IBM avslöjar revolutionerande "Brain on a Chip", som förra veckan via en artikel i Science, "TrueNorth" är det som kallas ett "neuromorfiskt chip" ett dataplip som är utformat för att imitera biologiska neuroner, för användning i intelligenta datorsystem som Watson. Läs mer . Det kan vara så att tekniken som kommer att ersätta nuvarande dataplisar är ännu inte att upptäckas.

Utforska mer om: Moores lag.