Home-theater-designers
Moderna datorer är verkligen fantastiska och fortsätter att förbättras med åren. En av de många anledningarna till att detta har hänt beror på bättre processorkraft. Var 18: e månad eller så fördubblas antalet transistorer som kan placeras på kiselchipsen i integrerade kretsar.
Detta är känt som Moores lag och var en trend som uppmärksammades av Intels medgrundare Gordon Moore redan 1965. Det är på grund av detta skäl som tekniken har drivits fram i en så snabb takt.
Vad är Moores lag exakt?
Moores lag är iakttagelsen att när datorchips blir snabbare och mer energieffektiva samtidigt som de blir billigare att producera. Det är en av de ledande utvecklingslagarna inom elektronisk teknik och har varit i decennier.
En dag kommer dock Moores lag att ta slut. Även om vi har fått höra om det förestående slutet i flera år, närmar det sig nästan säkert sina sista skeden i det nuvarande tekniska klimatet.
Det är sant att processorer ständigt blir snabbare, billigare och har fler transistorer packade på dem. Med varje ny iteration av ett datorchip är prestandahöjningarna dock mindre än de en gång var.
Medan nyare Centrala bearbetningsenheter (CPU) har bättre arkitektur och tekniska specifikationer, förbättringarna för vardagliga datorrelaterade aktiviteter krymper och sker långsammare.
Varför spelar Moores lag roll?
När Moores lag äntligen tar slut kommer kiselchips inte att rymma ytterligare transistorer. Detta innebär att för att ytterligare utvecklas inom teknik och ta fram nästa generations innovationer, måste det ersättas med kiselbaserad dator.
Risken är att Moores lag kommer till dess undergång utan att det kommer en ersättare. Om detta händer kan tekniska framsteg som vi känner det stoppas döda i spåren.
Potentiella ersättningar av kiseldatorchips
I takt med att tekniska framsteg formar vår värld närmar sig kiselbaserad dator snabbt sin gräns. Det moderna livet beror på kiselbaserade halvledarchips som driver vår teknik --- 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' som sådana. De är snarare långt över sin topp när det gäller prestanda. Det betyder inte att vi inte ska tänka på vad som kan ersätta dem.
Datorer och framtida teknik måste bli mer smidiga och extremt kraftfulla. För att leverera detta behöver vi något som är mycket bättre än nuvarande kiselbaserade datorchips. Det här är tre potentiella ersättare:
1. Kvantberäkning
Google, IBM, Intel och en hel mängd mindre nystartade företag är i ett lopp om att leverera de allra första kvantdatorer. Dessa datorer kommer, med kraften i kvantfysiken, att leverera ofattbar processorkraft som levereras av 'qubits'. Dessa qubits är mycket kraftfullare än kiseltransistorer.
Innan potentialen för kvantberäkning kan lösgöras har dock fysiker många hinder att övervinna. Ett av dessa hinder är att visa att kvantmaskinen är överlägsen genom att vara bättre på att slutföra en specifik uppgift än ett vanligt datorchip.
2. Grafen- och kolnanorör
Upptäckt 2004 är grafen ett verkligt revolutionärt material som vann laget bakom det Nobelpriset.
förvandla en bild till en annan online
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 dröja år innan grafen är tillgängligt för kommersiell produktion.
Ett av de största problemen med grafen är att det inte kan användas som omkopplare. Till skillnad från kiselhalvledare som kan slås på eller av med en elektrisk ström --- detta genererar binär kod, nollorna och de som får datorer att fungera --- grafen kan inte.
Detta skulle innebära att grafenbaserade datorer till exempel aldrig kunde stängas av.
Grafen och kolnanorör är fortfarande mycket nya. Även om kiselbaserade datorchips har utvecklats i decennier, är grafens upptäckt bara 14 år gammalt. Om grafen ska ersätta kisel i framtiden återstår mycket att uppnå.
hur man ser gamla textmeddelanden
Trots detta är det utan tvekan i teorin den mest idealiska ersättningen för kiselbaserade chips. Tänk på vikbara bärbara datorer, supersnabba transistorer, telefoner som inte går att bryta. Allt detta och mer är teoretiskt möjligt med grafen.
3. Nanomagnetisk logik
Grafen och kvantberäkning ser lovande ut, men det gör nanomagneter också. Nanomagneter använder nanomagnetisk logik för att överföra och beräkna data. De gör detta genom att använda bistabila magnetiseringstillstånd som är litografiskt fästa på en krets cellulära arkitektur.
Nanomagnetisk logik fungerar på samma sätt som kiselbaserade transistorer men istället för att slå på och av transistorerna för att skapa binär kod är det omkopplingen av magnetiseringsstater som gör detta. Med hjälp av dipol-dipol-interaktioner --- interaktionen mellan nord- och sydpolen för varje magnet --- kan denna binära information bearbetas.
Eftersom nanomagnetisk logik inte förlitar sig på en elektrisk ström finns det en mycket låg strömförbrukning. Detta gör dem till den perfekta ersättaren när du tar hänsyn till miljöfaktorer.
Vilket kiselchipsbyte är mest troligt?
Kvantberäkning, grafen och nanomagnetisk logik är alla lovande utvecklingar, var och en med sina egna fördelar och nackdelar.
När det gäller vilken som för närvarande leder vägen är det dock nanomagneter . Med kvantberäkning fortfarande bara en teori och praktiska problem inför grafen, ser nanomagnetisk beräkning ut som den mest lovande efterföljaren till kiselbaserade kretsar.
Det är dock en lång väg kvar. Moores lag och kiselbaserade datorchips är fortfarande relevanta och det kan ta årtionden innan vi behöver en ersättare. Vem vet då vad som kommer att finnas tillgängligt. Det kan vara så att tekniken som kommer att ersätta nuvarande datorchips ännu inte har upptäckts.
Dela med sig Dela med sig Tweet E-post Canon vs Nikon: Vilket kameramärke är bättre?Canon och Nikon är de två största namnen i kameraindustrin. Men vilket märke erbjuder den bättre sortimentet av kameror och objektiv?
Läs Nästa Relaterade ämnen- Teknik förklaras
- Moores lag
Luke är jurist och frilansande teknikförfattare från Storbritannien. När han började med teknik från en tidig ålder inkluderar hans främsta intressen och kompetensområden cybersäkerhet och ny teknik som artificiell intelligens.
Mer från Luke JamesPrenumerera på vårt nyhetsbrev
Gå med i vårt nyhetsbrev för tekniska tips, recensioner, gratis e -böcker och exklusiva erbjudanden!
Klicka här för att prenumerera