เมื่อกฎของมัวร์สิ้นสุดลง: 3 ทางเลือกแทนชิปซิลิคอน

คอมพิวเตอร์สมัยใหม่นั้นยอดเยี่ยมมาก มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไปหลายปี สาเหตุหนึ่งจากสาเหตุหลายประการนี้เกิดจากพลังการประมวลผลที่ดีขึ้น ทุกๆ 18 เดือนหรือประมาณนั้น จำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถวางลงบนชิปซิลิกอนภายในวงจรรวมจะเพิ่มเป็นสองเท่า

สิ่งนี้เรียกว่ากฎของมัวร์ และเป็นเทรนด์ที่ Gordon Moore ผู้ร่วมก่อตั้งของ Intel สังเกตเห็นในปี 1965 ด้วยเหตุผลนี้เองที่เทคโนโลยีได้รับการกระตุ้นอย่างรวดเร็ว

กฎของมัวร์คืออะไรกันแน่?

กฎของมัวร์คือการสังเกตว่าชิปคอมพิวเตอร์ทำงานเร็วขึ้นและประหยัดพลังงานมากขึ้น ในขณะที่การผลิตมีราคาถูกลง เป็นหนึ่งในกฎหมายความก้าวหน้าชั้นนำในวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และมีมานานหลายทศวรรษ

อย่างไรก็ตาม วันหนึ่ง กฎของมัวร์กำลังจะถึงจุดจบ ในขณะที่เราได้รับแจ้งเกี่ยวกับจุดจบที่ใกล้จะเกิดขึ้นเป็นเวลาหลายปี เกือบจะแน่นอนว่ากำลังเข้าใกล้ขั้นตอนสุดท้ายในบรรยากาศทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน

เป็นความจริงที่โปรเซสเซอร์ทำงานเร็วขึ้น ถูกลง และมีทรานซิสเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ อย่างไรก็ตาม ด้วยชิปคอมพิวเตอร์ที่ทำซ้ำใหม่แต่ละครั้ง การเพิ่มประสิทธิภาพจะน้อยกว่าที่เคยเป็นมา

ในขณะที่ใหม่กว่า หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) มาพร้อมกับสถาปัตยกรรมและข้อกำหนดทางเทคนิคที่ดีขึ้น การปรับปรุงสำหรับกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ในชีวิตประจำวันกำลังลดลงและเกิดขึ้นในอัตราที่ช้าลง

ทำไมกฎของมัวร์ถึงมีความสำคัญ?

เมื่อกฎของมัวร์สิ้นสุด 'ในที่สุด' ชิปซิลิกอนจะไม่รองรับทรานซิสเตอร์เพิ่มเติม ซึ่งหมายความว่าเพื่อที่จะพัฒนาเทคโนโลยีให้ก้าวหน้าต่อไปและทำให้เกิดนวัตกรรมรุ่นต่อไป จะต้องมีการแทนที่การใช้คอมพิวเตอร์ที่ใช้ซิลิกอน

ความเสี่ยงคือกฎของมัวร์มาถึงจุดจบโดยไม่ต้องมีสิ่งใดมาทดแทน หากสิ่งนี้เกิดขึ้น ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วก็อาจหยุดชะงักลงได้

ศักยภาพในการเปลี่ยนชิปคอมพิวเตอร์ซิลิคอน

เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีส่งผลต่อโลกของเรา การประมวลผลแบบซิลิคอนจึงใกล้ถึงขีดจำกัดอย่างรวดเร็ว ชีวิตสมัยใหม่ขึ้นอยู่กับชิปเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนที่ขับเคลื่อนเทคโนโลยีของเรา—ตั้งแต่คอมพิวเตอร์ไปจนถึงสมาร์ทโฟนและแม้แต่อุปกรณ์ทางการแพทย์—และสามารถเปิดและปิดได้

สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าชิปที่ใช้ซิลิกอนยังไม่ 'ตาย' เช่นนี้ ค่อนข้างจะผ่านจุดสูงสุดในแง่ของประสิทธิภาพ ไม่ได้หมายความว่าเราไม่ควรคิดถึงสิ่งที่สามารถทดแทนได้

คอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีในอนาคตจะต้องคล่องตัวและทรงพลังมากขึ้น เพื่อส่งมอบสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องมีบางสิ่งที่เหนือกว่าชิปคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนในปัจจุบัน นี่คือสามสิ่งทดแทนที่เป็นไปได้:

1. คอมพิวเตอร์ควอนตัม

Google, IBM, Intel และบริษัทสตาร์ทอัพขนาดเล็กจำนวนมากต่างแข่งขันกันเพื่อส่งมอบคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรก ด้วยพลังของฟิสิกส์ควอนตัม คอมพิวเตอร์เหล่านี้จะส่งมอบพลังการประมวลผลที่เหนือจินตนาการจาก 'qubits' qubits เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากกว่าทรานซิสเตอร์ซิลิกอน

ก่อนที่ศักยภาพของการคำนวณควอนตัมจะถูกปลดปล่อยออกมา นักฟิสิกส์มีอุปสรรคมากมายที่ต้องเอาชนะ อุปสรรคประการหนึ่งเหล่านี้คือการแสดงให้เห็นว่าเครื่องควอนตัมมีประสิทธิภาพสูงสุดโดยสามารถทำงานเฉพาะให้สำเร็จได้ดีกว่าชิปคอมพิวเตอร์ทั่วไป

2. ท่อนาโนกราฟีนและคาร์บอน

กราฟีนค้นพบในปี 2547 เป็นวัสดุที่ปฏิวัติวงการอย่างแท้จริงซึ่งได้รับรางวัลโนเบลจากทีมเบื้องหลัง

อันไหนดีกว่า otf หรือ ttf

มีความแข็งแรงมาก สามารถนำไฟฟ้าและความร้อนได้ มีความหนาเพียงอะตอมเดียวและมีโครงสร้างเป็นตาข่ายหกเหลี่ยม และมีให้เลือกมากมาย อาจต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่กราฟีนจะพร้อมสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์

ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งที่กราฟีนเผชิญคือความจริงที่ว่าไม่สามารถใช้เป็นสวิตช์ได้ ซึ่งแตกต่างจากเซมิคอนดักเตอร์ซิลิกอนที่สามารถเปิดหรือปิดด้วยกระแสไฟฟ้าได้---ซึ่งจะสร้างรหัสไบนารี่ ค่าศูนย์และค่าที่ทำให้คอมพิวเตอร์ทำงาน---กราฟีนไม่สามารถทำได้

นี่หมายความว่าคอมพิวเตอร์ที่ใช้กราฟีนเช่นไม่สามารถปิดได้

ท่อนาโนกราฟีนและคาร์บอนยังใหม่มาก แม้ว่าชิปคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนได้รับการพัฒนามานานหลายทศวรรษ แต่การค้นพบของกราฟีนนั้นมีอายุเพียง 14 ปีเท่านั้น ถ้าในอนาคตจะใช้กราฟีนมาทดแทนซิลิกอน ยังมีอีกมากที่ต้องทำให้สำเร็จ

วิธีดูวิดีโอ youtube กับเพื่อนออนไลน์

อย่างไรก็ตาม ในทางทฤษฎี ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นการทดแทนชิปที่ใช้ซิลิกอนในอุดมคติที่สุด ลองนึกถึงแล็ปท็อปแบบพับได้ ทรานซิสเตอร์ที่เร็วมาก โทรศัพท์ที่พังไม่ได้ ทั้งหมดนี้และอื่น ๆ เป็นไปได้ในทางทฤษฎีกับกราฟีน

3. ลอจิกนาโนแม่เหล็ก

กราฟีนและการคำนวณควอนตัมมีแนวโน้มที่ดี แต่นาโนแม่เหล็กก็เช่นกัน แม่เหล็กนาโนใช้ตรรกะนาโนแม่เหล็กในการส่งและคำนวณข้อมูล พวกเขาทำเช่นนี้โดยใช้สถานะการทำให้เป็นแม่เหล็กแบบ bistable ซึ่งติดอยู่กับสถาปัตยกรรมเซลลูลาร์ของวงจร

ลอจิกแม่เหล็กนาโนทำงานในลักษณะเดียวกับทรานซิสเตอร์ที่ใช้ซิลิกอน แต่แทนที่จะเปิดและปิดทรานซิสเตอร์เพื่อสร้างรหัสไบนารี เป็นการสลับสถานะการทำให้เป็นแม่เหล็กที่ทำเช่นนี้ การใช้ปฏิกิริยาไดโพลกับไดโพล---ปฏิกิริยาระหว่างขั้วเหนือและขั้วใต้ของแม่เหล็กแต่ละตัว---ข้อมูลไบนารีนี้สามารถประมวลผลได้

เนื่องจากลอจิกแม่เหล็กนาโนไม่ได้อาศัยกระแสไฟฟ้า จึงมีการใช้พลังงานต่ำมาก สิ่งนี้ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดเมื่อคำนึงถึงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

การเปลี่ยนชิปซิลิคอนแบบใดมีแนวโน้มมากที่สุด?

การคำนวณควอนตัม กราฟีน และตรรกะนาโนแม่เหล็กล้วนเป็นการพัฒนาที่มีแนวโน้มดี ซึ่งแต่ละอย่างก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป

ในแง่ของการที่คนใดคนหนึ่งกำลังนำทางอยู่นั้นก็คือ นาโนแม่เหล็ก . เนื่องจากการคำนวณควอนตัมยังคงเป็นเพียงทฤษฎีและปัญหาเชิงปฏิบัติที่ต้องเผชิญกับกราฟีน การคำนวณแบบนาโนแม่เหล็กจึงดูเหมือนเป็นผู้สืบทอดที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับวงจรที่ใช้ซิลิกอน

ยังมีทางยาวไปแม้ว่า กฎของมัวร์และชิปคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซิลิกอนยังคงมีความเกี่ยวข้องและอาจต้องใช้เวลาหลายสิบปีกว่าที่เราจะต้องเปลี่ยน ถึงตอนนั้นใครจะรู้ว่าจะมีอะไรบ้าง อาจเป็นกรณีที่เทคโนโลยีที่จะมาแทนที่ชิปคอมพิวเตอร์ปัจจุบันยังไม่ถูกค้นพบ

แบ่งปัน แบ่งปัน ทวีต อีเมล Canon กับ Nikon: กล้องยี่ห้อไหนดีกว่ากัน?

Canon และ Nikon เป็นสองชื่อที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมกล้อง แต่แบรนด์ใดที่มีกล้องและเลนส์ให้เลือกดีกว่ากัน?

อ่านต่อไป หัวข้อที่เกี่ยวข้อง

เทคโนโลยีอธิบาย
กฎของมัวร์

เกี่ยวกับผู้เขียน ลุค เจมส์(8 บทความที่ตีพิมพ์)

ลุคจบการศึกษาด้านกฎหมายและนักเขียนเทคโนโลยีอิสระจากสหราชอาณาจักร การใช้เทคโนโลยีตั้งแต่อายุยังน้อย ความสนใจและความเชี่ยวชาญหลักของเขารวมถึงการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์และเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น ปัญญาประดิษฐ์

เพิ่มเติมจากลุค เจมส์

สมัครรับจดหมายข่าวของเรา

เข้าร่วมจดหมายข่าวของเราสำหรับเคล็ดลับทางเทคนิค บทวิจารณ์ eBook ฟรี และดีลพิเศษ!

คลิกที่นี่เพื่อสมัครสมาชิก