Alla fine della legge di Moore: 3 alternative ai chip di silicio

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I computer moderni sono davvero sorprendenti, continuano a migliorare con il passare degli anni. Uno dei tanti motivi per cui ciò è accaduto è dovuto a una migliore potenza di elaborazione. Ogni 18 mesi circa, il numero di transistor che possono essere posizionati sui chip di silicio all'interno dei circuiti integrati raddoppia.

Questa è conosciuta come la Legge di Moore ed è stata una tendenza notata dal co-fondatore di Intel Gordon Moore nel 1965. È per questo motivo che la tecnologia è stata stimolata a un ritmo così rapido.

Cos'è esattamente la legge di Moore?

La legge di Moore Qual è la legge di Moore e cosa ha a che fare con te? [MakeUseOf Explains]La sfortuna non ha nulla a che fare con la Legge di Moore. Se questa è l'associazione che hai avuto, la stai confondendo con la Legge di Murphy. Tuttavia, non eri lontano perché la Legge di Moore e la Legge di Murphy ... Leggi di più è l'osservazione che man mano che i chip del computer diventano più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico, diventando sempre più economici da produrre. È una delle principali leggi sulla progressione nell'ambito dell'ingegneria elettronica ed è stata per decenni.

Un giorno, tuttavia, la Legge di Moore sta per finire. Sebbene ci sia stato detto dell'imminente fine per diversi anni, quasi sicuramente si sta avvicinando alle sue fasi finali nell'attuale clima tecnologico.

È vero che i processori diventano sempre più veloci, più economici e hanno più transistor imballati su di essi. Con ogni nuova iterazione di un chip di computer, tuttavia, i miglioramenti delle prestazioni sono inferiori rispetto a una volta.

Mentre più recente Unità centrali di elaborazione Che cos'è una CPU e cosa fa?Gli acronimi informatici sono confusi. Che cos'è comunque una CPU? E ho bisogno di un processore quad o dual-core? Che ne dici di AMD o Intel? Siamo qui per aiutarti a spiegare la differenza! Leggi di più (CPU) sono dotati di una migliore architettura e specifiche tecniche, i miglioramenti per le attività quotidiane relative al computer si stanno riducendo e si verificano a un ritmo più lento.

Perché la legge di Moore conta?

Quando la Legge di Moore alla fine "termina", i chip di silicio non possono ospitare transistor aggiuntivi. Ciò significa che, al fine di avanzare ulteriormente nella tecnologia e portare alla prossima generazione di innovazioni, sarà necessario sostituire il calcolo basato sul silicio.

Il rischio è che la Legge di Moore giunga alla sua morte certa senza che vi sia una sostituzione. In tal caso, il progresso tecnologico così come lo conosciamo potrebbe essere fermato sulla sua strada.

Potenziali sostituzioni di chip di computer in silicone

Mentre il progresso tecnologico modella il nostro mondo, l'informatica basata sul silicio si sta rapidamente avvicinando al limite. La vita moderna dipende dai chip a semiconduttore a base di silicio che alimentano la nostra tecnologia, dai computer agli smartphone e persino alle apparecchiature mediche, e che possono essere accesi e spenti.

È importante sapere che i chip a base di silicio non sono ancora "morti" in quanto tali. Piuttosto, hanno superato di gran lunga il loro picco in termini di prestazioni. Ciò non significa che non dovremmo pensare a cosa può sostituirli.

I computer e la tecnologia del futuro dovranno essere più agili ed estremamente potenti. Per raggiungere questo obiettivo, avremo bisogno di qualcosa di molto superiore agli attuali chip per computer a base di silicio. Queste sono tre potenziali sostituzioni:

1. Informatica quantistica

Google, IBM, Intel e tutta una serie di piccole aziende start-up sono in corsa per offrire il primissimi computer quantistici. Questi computer forniranno, con la potenza della fisica quantistica, una potenza di elaborazione inimmaginabile fornita da "qubit". Questi qubit sono molto più potenti dei transistor al silicio.

Prima che il potenziale dell'informatica quantistica possa essere liberato, tuttavia, i fisici devono superare molti ostacoli. Uno di questi ostacoli è dimostrare che la macchina quantistica è suprema essendo più brava a completare un compito specifico rispetto a un normale chip di computer.

2. Nanotubi di grafene e carbonio

Scoperto nel 2004, il grafene è un materiale veramente rivoluzionario Che cos'è il grafene? 7 modi in cui rivoluzionerà presto la tecnologiaNegli ultimi anni si è parlato molto del grafene. Ma cos'è esattamente? E perché le persone sono così entusiaste? Perché dovresti preoccuparti? Leggi di più che ha vinto la squadra dietro di esso il premio Nobel.

È estremamente forte, può condurre elettricità e calore, ha un atomo di spessore con una struttura reticolare esagonale ed è disponibile in abbondanza. Tuttavia, potrebbero passare anni prima che il grafene sia disponibile per la produzione commerciale.

Uno dei maggiori problemi del grafene è il fatto che non può essere utilizzato come interruttore. A differenza dei semiconduttori al silicio che possono essere accesi o spenti da una corrente elettrica - questo genera codice binario, gli zero e quelli che fanno funzionare i computer - il grafene non può.

Ciò significherebbe che i computer basati su grafene, ad esempio, non potrebbero mai essere spenti.

I nanotubi di grafene e carbonio sono ancora molto nuovi. Mentre i chip per computer a base di silicio sono stati sviluppati per decenni, la scoperta del grafene ha solo 14 anni. Se il grafene sostituirà il silicio in futuro, resta ancora molto da fare.

Nonostante ciò, è senza dubbio, in teoria, il sostituto più ideale per i chip a base di silicio. Pensa a laptop pieghevoli, transistor superveloci, telefoni che non possono essere rotti. Tutto questo e molto altro è teoricamente possibile con il grafene.

3. Logica nanomagnetica

Il grafene e l'informatica quantistica sembrano promettenti, ma anche i nanomagneti. I nanomagneti usano la logica nanomagnetica per trasmettere e calcolare i dati. Lo fanno usando stati di magnetizzazione bistabili che sono fissati litograficamente all'architettura cellulare di un circuito.

La logica nanomagnetica funziona allo stesso modo dei transistor a base di silicio ma invece dell'accensione e fuori dai transistor per creare codice binario, è la commutazione degli stati di magnetizzazione che lo fanno Questo. Utilizzando le interazioni dipolo-dipolo — l'interazione tra il polo nord e sud di ciascun magnete — queste informazioni binarie possono essere elaborate.

Poiché la logica nanomagnetica non si basa su una corrente elettrica, il consumo di energia è molto basso. Questo li rende il sostituto ideale quando si tiene conto dei fattori ambientali.

Quale sostituzione del chip di silicio è più probabile?

L'informatica quantistica, il grafene e la logica nanomagnetica sono tutti sviluppi promettenti, ognuno con i suoi meriti e svantaggi.

In termini di quale si sta attualmente aprendo la strada, però, lo è nanomagneti. Con il calcolo quantistico tutt'altro che una teoria e problemi pratici che affrontano il grafene, il calcolo nanomagnetico sembra essere il successore più promettente dei circuiti a base di silicio.

C'è ancora molta strada da fare, però. La legge di Moore e i chip per computer a base di silicio sono ancora rilevanti e potrebbero essere necessari decenni prima che avremo bisogno di una sostituzione. A quel punto, chissà cosa sarà disponibile IBM rivela il rivoluzionario "Brain on a Chip"Annunciato la scorsa settimana tramite un articolo su Science, "TrueNorth" è ciò che è noto come un "chip neuromorfo" - un chip progettato per imitare i neuroni biologici, per l'uso in sistemi informatici intelligenti come Watson. Leggi di più . È possibile che la tecnologia che sostituirà gli attuali chip di computer non sia ancora stata scoperta.