Kako čipovi postaju manji, proizvođači čipova istražuju nove metode i materijale.
Možemo zaraditi prihod od proizvoda dostupnih na ovoj stranici i sudjelovati u partnerskim programima. Saznajte više >
Otkako je počelo doba računala, mikročipovi su stalno smanjivani na sve manje i manje veličine. Mooreov zakon, koji je 1965. godine formulirao Intelov suosnivač Gordon Moore, predviđa, prilično točno do danas, da će broj tranzistori koje možemo smjestiti na mikročip udvostručit će se svakih 18 do 24 mjeseca, stalno povećavajući brzinu računala i učinkovitost. Mnogi informatički znanstvenici i inženjeri, međutim, vjeruju da ćemo uskoro doći do točke u kojoj će tradicionalni čipovi napravljeni od silicija biti previše mikroskopski mali da bi radili pouzdano.
Dakle, što će se dogoditi? Nitko još nije siguran, ali proizvođači čipova već poduzimaju korake kako bi zaštitili budućnost razvoja hardvera. Ovaj tjedan, IBM je objavio planove za izdvajanje 3 milijarde dolara tijekom pet godina za istraživanje čipova
. Dok će ukupni izdaci tvrtke za istraživanje i razvoj ostati isti, postoji novi fokus ne samo na minijaturiziranje sklopova na 7 nanometara, ali i na zamjenu silikonskih čipova alternativnim tehnologije.Računalni znanstvenik s Georgia Tech Tom Conte kaže za _Popular Science _da su 7-nanometarski tranzistori “u osnovi veličine velikih atoma. Postoji mnogo nepoznatih kvantnih učinaka" koji se ne mogu kontrolirati, tako da proizvođači čipova ne mogu jamčiti pouzdan rad.
Intel trenutno može proizvoditi tranzistore širine 22 nanometara, a sljedeće godine planira ponuditi tranzistore od 14 nanometara. Mooreov zakon općenito vrijedi - već desetljećima povećavamo broj tranzistora na čipovima. Ali prema Conteu, "već neko vrijeme nije bilo velike koristi." Od 1994. do 1998. maksimalne brzine CPU-a porasle su za 300 posto. Između 2007. i 2011. te su se brzine povećale za samo 33 posto.
Conte predviđa da su "silicijevi dani odbrojani. Došli smo do mjesta gdje se moramo povući i ponovno razmisliti o tome kako dizajniramo računala.” Čini se da se IBM slaže. Njihova nedavna objava navodi nekoliko različitih tehnologija u razvoju koje bi mogle dovesti do otkrića u razvoju čipova, čineći ih ne samo manjim, već i učinkovitijim i pouzdanijim.
Jedno je kvantno računanje, gdje je cilj povećati operativne mogućnosti računala. Tradicionalni bitovi informacija imaju vrijednosti samo 0 ili 1, ali kvantni bitovi mogu držati vrijednosti 0, 1 ili obje u isto vrijeme, omogućujući sustavu obradu milijuna izračuna u isto vrijeme.
Druga mogućnost je nastaviti neurosinaptičko računanje, koji koristi sklopove koji se "temelje na strukturama koje vidimo u mozgu", kaže Conte. Ideja je natjerati računala da oponašaju određene procese u kojima su neurološki sustavi najbolji, poput detekcije uzoraka.
Nanofotonika (također poznat kao silicijska fotonika) obrađuje informacije pomoću impulsa svjetlosti umjesto električnih signala. U svojoj objavi, IBM je izrazio nadu da bi nanofotonika mogla pružiti "super autocestu za velike količine podataka za kretanje velikom brzinom između računalnih čipova u poslužiteljima."
Trenutna struktura mikročipova također bi mogla ostati ista, osim silicija. Ugljikove nanocijevi – pojedinačne atomske ploče ugljika smotane u cijevi – navodno rade bolje 10 puta brže od silicija i mogle bi poslužiti kao jednostavna zamjena za materijal tranzistora.
Međutim, niti jedna od ovih tehnologija nije dovoljno testirana. Nadalje, neki stručnjaci i dalje su gorljivo skeptični da je silicij uopće na izlasku. "Ne bih se kladio ni u dolar na bilo što od ovoga", kaže informatičar s MIT-a Srini Devadas. "Kvantne stvari su tako daleko", kaže on, i ne vjeruje da bi se ugljikove nanocijevi ili nanofotonika mogli natjecati sa silicijem u bliskoj budućnosti. Minijaturizacija tranzistora vjerojatno će se znatno usporiti kada dosegnemo 7 nanometara, ali Devadas vjeruje da još uvijek ima puno prostora za inovacije korištenjem postojećih materijala. "Zašto jednostavno ne bismo razvili varijantu silicija koja radi?" on pita.
Devadas također ističe da su tri milijarde dolara koje je IBM obećao "mali kikiriki" u usporedbi s stotine milijardi proizvođača čipova poput IBM-a i Intela već ulažu u istraživanje silicija inovacija. On vjeruje da kako se silicijski tranzistori nastavljaju smanjivati, ljudi jedva čekaju vidjeti druge tehnologije uvode u "post-silicon" eru, čineći IBM-ovu najavu značajnijom od nje zapravo jest.
Bez obzira na to koliko se druge tehnologije pokažu obećavajuće, prilično je jasno da će silicij ovdje ostati barem sljedećih nekoliko godina. "To je glavni", kaže Devadas. "Ništa drugo ne može konkurirati."