Wenn Moores Gesetz 3 Alternativen zu Siliziumchips beendet

Moderne Computer sind wirklich erstaunlich und werden im Laufe der Jahre immer besser. Einer der vielen Gründe, warum dies geschah, liegt in der besseren Rechenleistung. Etwa alle 18 Monate verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren, die innerhalb der integrierten Schaltungen auf die Siliziumchips gesetzt werden können.

Dies ist als Moore's Law bekannt und wurde bereits 1965 von Intel-Mitbegründer Gordon Moore bemerkt. Aus diesem Grund wurde die Technologie so schnell vorangetrieben.

Was genau ist Moores Gesetz?

Moores Gesetz Was ist Moores Gesetz und was hat es mit Ihnen zu tun? [MakeUseOf erklärt] Was ist Moores Gesetz und was hat es mit Ihnen zu tun? [MakeUseOf erklärt] Pech hat nichts mit Moores Gesetz zu tun. Wenn dies die Assoziation ist, die Sie hatten, verwechseln Sie sie mit Murphys Gesetz. Sie waren jedoch nicht weit entfernt, weil Moore's Law und Murphy's Law… Lesen Sie mehr, wie Computerchips schneller und energieeffizienter werden und gleichzeitig billiger in der Produktion werden. Es ist eines der führenden Fortschrittsgesetze der Elektrotechnik und besteht seit Jahrzehnten.

Eines Tages jedoch wird das Mooresche Gesetz ein Ende nehmen. Während uns seit einigen Jahren von dem bevorstehenden Ende berichtet wird, nähert es sich beinahe schon dem letzten technologischen Klima.

Es ist wahr, dass Prozessoren immer schneller, billiger und mit mehr Transistoren ausgestattet werden. Mit jeder neuen Iteration eines Computerchips sind die Leistungssteigerungen jedoch geringer als früher.

Während neuere zentrale Verarbeitungseinheiten Was ist eine CPU und was macht sie? Was ist eine CPU und was macht sie? Berechnungsakronyme sind verwirrend. Was ist eigentlich eine CPU? Und brauche ich einen Quad- oder Dual-Core-Prozessor? Wie wäre es mit AMD oder Intel? Wir sind hier, um den Unterschied zu erklären! Lesen Sie mehr (CPUs) mit besseren Architektur- und technischen Spezifikationen. Die Verbesserungen bei alltäglichen Aktivitäten im Zusammenhang mit Computer werden immer geringer und laufen langsamer ab.

Warum spielt Moores Gesetz eine Rolle??

Wenn Moores Gesetz es endlich tut “Ende,” Siliziumchips können keine zusätzlichen Transistoren aufnehmen. Dies bedeutet, dass, um weitere technologische Fortschritte zu erzielen und die nächste Generation von Innovationen umzusetzen, ein Ersatz für Silizium-basiertes Computing erforderlich ist.

Das Risiko ist, dass das Mooresche Gesetz zu seinem sicheren Ableben kommt, ohne dass es einen Ersatz gibt. In diesem Fall könnte der technologische Fortschritt, so wie wir ihn kennen, in seinen Bahnen gestoppt werden.

Mögliche Ersetzungen von Silizium-Computerchips

Da der technologische Fortschritt unsere Welt prägt, stößt Silizium-basiertes Computing schnell an seine Grenzen. Das moderne Leben hängt von Halbleiterchips auf Siliziumbasis ab, die unsere Technologie - von Computern über Smartphones bis hin zu medizinischen Geräten - versorgen und ein- und ausgeschaltet werden können.

Es ist wichtig zu wissen, dass Silizium-basierte Chips als solche noch nicht "tot" sind. Vielmehr sind sie bei der Leistung weit über ihren Höchststand hinaus. Das bedeutet nicht, dass wir nicht darüber nachdenken sollten, was sie ersetzen kann.

Computer und zukünftige Technologien müssen agiler und extrem leistungsfähig sein. Um dies zu erreichen, brauchen wir etwas, das aktuellen Computerchips auf Siliziumbasis weit überlegen ist. Dies sind drei mögliche Ersetzungen:

1. Quantenverarbeitung

Google, IBM, Intel und eine ganze Reihe kleinerer Start-up-Unternehmen kämpfen um die Lieferung der ersten Quantencomputer. Diese Computer werden mit der Kraft der Quantenphysik eine unvorstellbare Rechenleistung in Form von "Qubits" liefern. Diese Qubits sind weitaus leistungsfähiger als Siliziumtransistoren.

Bevor das Potenzial des Quanten-Computing freigesetzt werden kann, müssen Physiker jedoch viele Hürden überwinden. Eine dieser Hürden ist der Nachweis, dass die Quantenmaschine überragend ist, wenn sie eine bestimmte Aufgabe besser erfüllt als ein normaler Computerchip.

2. Graphen- und Kohlenstoffnanoröhren

Graphen wurde 2004 entdeckt und ist ein wahrhaft revolutionäres Material. Was ist Graphen? 7 Wege, wie es bald Tech revolutionieren wird Was ist Graphen? 7 Wege, wie es bald Tech revolutionieren wird In den letzten Jahren wurde viel über Graphen gesprochen. Aber was genau ist das? Und warum sind die Leute so aufgeregt? Warum sollten Sie sich interessieren? Lesen Sie mehr, dass das Team dahinter den Nobelpreis gewonnen hat.

Es ist extrem stark, kann Elektrizität und Wärme leiten, ist ein Atom dick und hat eine sechseckige Gitterstruktur. Es ist reichlich vorhanden. Es kann jedoch Jahre dauern, bis Graphen für die kommerzielle Produktion verfügbar ist.

Eines der größten Probleme von Graphen ist die Tatsache, dass es nicht als Schalter verwendet werden kann. Im Gegensatz zu Siliziumhalbleitern, die durch einen elektrischen Strom ein- oder ausgeschaltet werden können, erzeugt dies binären Code, Nullen und Einsen, die Computer zum Graphen machen.

Dies würde bedeuten, dass beispielsweise Computer auf Graphenbasis niemals ausgeschaltet werden könnten.

Graphen- und Kohlenstoffnanoröhrchen sind noch sehr neu. Während Silizium-basierte Computerchips seit Jahrzehnten entwickelt wurden, ist die Entdeckung von Graphen erst 14 Jahre alt. Wenn Graphen zukünftig Silizium ersetzen soll, muss noch viel erreicht werden.

Trotzdem ist es theoretisch zweifellos der idealeste Ersatz für Chips auf Siliziumbasis. Denken Sie an faltbare Laptops, superschnelle Transistoren, Telefone, die nicht kaputt gehen können. All dies und mehr ist theoretisch mit Graphen möglich.

3. Nanomagnetische Logik

Graphen und Quantencomputer sehen vielversprechend aus, aber auch Nanomagnete. Nanomagnete verwenden nanomagnetische Logik, um Daten zu übertragen und zu berechnen. Sie tun dies, indem sie bistabile Magnetisierungszustände verwenden, die lithographisch an der zellularen Architektur einer Schaltung befestigt sind.

Die nanomagnetische Logik funktioniert auf die gleiche Weise wie auf Silizium basierende Transistoren. Statt jedoch die Transistoren ein- und auszuschalten, um binären Code zu erzeugen, ist dies das Schalten von Magnetisierungszuständen. Unter Verwendung von Dipol-Dipol-Wechselwirkungen - der Wechselwirkung zwischen dem Nord- und Südpol jedes Magneten - kann diese binäre Information verarbeitet werden.

Da die nanomagnetische Logik nicht auf einen elektrischen Strom angewiesen ist, ist der Energieverbrauch sehr gering. Dies macht sie zum idealen Ersatz, wenn Sie Umweltfaktoren berücksichtigen.

Welcher Ersatz ist am wahrscheinlichsten?

Quantum Computing, Graphen und nanomagnetische Logik sind vielversprechende Entwicklungen, die jeweils ihre eigenen Vorzüge und Nachteile haben.

In welcher Hinsicht ist man derzeit führend? Nanomagnete. Da Quantum Computing immer noch nur eine Theorie und praktische Probleme für Graphen ist, scheint das nanomagnetische Computing der vielversprechendste Nachfolger von Schaltungen auf Siliziumbasis zu sein.

Es ist jedoch noch ein weiter Weg. Das Mooresche Gesetz und Silizium-basierte Computerchips sind immer noch relevant, und es kann Jahrzehnte dauern, bis wir einen Ersatz benötigen. Wer weiß, was verfügbar sein wird? IBM Reveals revolutionäre "Gehirn auf einem Chip" IBM Reveals revolutionäre "Gehirn auf einem Chip" Letzte Woche in einem Artikel in Science angekündigt, ist "TrueNorth" ein "neuromorpher Chip" - ein Computerchip, der zur Nachahmung biologischer Neuronen entwickelt wurde, zur Verwendung in intelligenten Computersystemen wie Watson. Weiterlesen . Es kann sein, dass die Technologie, die derzeitige Computerchips ersetzen wird, noch nicht entdeckt wurde.

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