Mi Moore törvénye?

Ha hosszabb ideig járt az interneten, mint Jayden Smith, akkor valószínűleg ismeri Moore törvényét. Gyakran tévesen idézik, gyakran félreértik, de „törvényi” státusát ritkán kérdőjelezik meg. Moore-törvény kimondásának lehető legáltalánosabb módja ez: a számítási teljesítmény általában kétévente megduplázódik. Azért vált ismertté, mert az emberek szeretik azokat a törvényeket, amelyek lehetővé teszik számukra a világ egyik legnagyobb iparának jövőjét, de ennek az elvnek a fizikai alapja azt jelenti, hogy kissé más - és kevésbé megbízható -, mint sokan hiszik.

Noha nem ezt a nevet adta neki, Moore törvényét először az Intel társalapítója, Gordon E. Moore javasolta egy magazin cikkében. Mittulajdonképpen szerint az adott téregységbe bepakolható tranzisztorok száma nagyjából megduplázódik kétévente. Ez az előrejelzés lenyűgözően igaz maradt, ez a tény lehetővé tette a zsebméretű okostelefonoktól a Crysis 3-ig, és a gazdaság folyamatos számítógépesítését.

MooresLaw2

Moore törvényének méretezése



Mégis, elővigyázatosságból kinyilvánítva az emberi képességeket a fizikai gyártásban, és elválva az olyan szellemes ötletektől, mint a „számítási teljesítmény”, világossá válik, miért nem feltétlenül lesz mindig igaz Moore törvénye. Ne feledje, hogy amikor Moore megjósolta az eredeti jóslatot, akkor megduplázódást jósolt minden évben, de ezt gyorsan mindenre módosította kettő évek. Ezen chipek gyártásának fizikai korlátai könnyen visszaszoríthatják ezt a számot öt évre vagy annál hosszabbra, gyakorlatilag érvénytelenné téve Moore törvényét, és felfedve, hogy ez nem más, mint Moore Nagyon jó, de végül korlátozott jóslata (MVGBULP).

moore 2

Gordon Moore, az Intel társalapítója.

Ma minden fogyasztó a processzorok szilíciumból készülnek - a földkéreg második leggyakoribb eleme az oxigén után. De a szilícium nem tökéletes vezető, és az általa hordozott elektronok mobilitásának korlátai kemény korlátot szabnak a szilícium tranzisztorok tömörítésére. Nemcsak az áramfogyasztás jelent óriási problémát, hanem a kvantumalagútnak nevezett hatás is problémát okozhat az elektronok bizonyos vastagsági küszöbön túli tartásában.

A kutatási létesítményeken kívül a szilícium tranzisztorok jelenleg nem kapnak 14 nanométernél kisebbet - és bár néhány 10 nanométeres chip kialakítás valamikor elérheti a piacot, azt eleve eldöntött következtetésnek tekintik, hogy Moore törvényének hosszú távú betartása érdekében Újabb és jobb anyagokkal kell előállnunk, hogy a következő generációs számítógépek alapjául szolgálhassanak.

Az egyik gyakran emlegetett példa a grafén, vagy a tekercselt graféncsövek, az úgynevezett szén nanocsövek. A grafén „atomvékony”, gyakran kétdimenziósnak nevezik, és így hatalmas növekedést tesz lehetővé a dolgok fizikai oldalán. Másrészt a grafénnek nincs hasznos sávszélessége - az az energiakülönbség, amellyel navigálnunk kell, hogy elektronokat előre-hátra ütközzünk a vezető és nem vezető sávok között. Így kapcsolnak be és ki a szilícium tranzisztorok, ez a számítási módszerük teljes alapja.

Ha ezt a problémát valamilyen módon nem lehet ellensúlyozni, akkor egy grafén számítógépnek egy teljesen új logikai módszert kell bevezetnie a számításhoz. Az IBM egyik grafén számítógépes chipje hihetetlenül gyorsnak, 10 000-szer gyorsabbnak bizonyult, mint egy szilícium chip - de nem általános célú processzor volt. Mivel a grafént nem lehet egyszerűen tömeges mennyiségben be- és kikapcsolni, nem cserélhetjük le egyszerűen a grafént szilíciumra, és nem tarthatjuk tovább a modern chip architektúrákat.

Sebastian Anthony grafén chipekből álló ostyát tart az IBM Researchnél

Sebastian Anthony grafén chipeket tartalmazó ostyát tart az IBM Researchnél.

Más anyagok gyakorlatilag csökkenthetik a méretet és az elektromos ellenállást, és valójában lehetővé teszik a Moore-törvény töretlen folytatását, de csak akkor, ha elég gyorsan megjelennek a piacon. A szilícium-germániumról, vagy csak önmagában a germániumról már egy ideje beszélnek, de még mindig nem valósultak meg bármilyen megfizethető formában. Nemrég fedezték fel, hogy egy anyag ún titán-tri-szulfid sok ugyanolyan fizikai előnyt nyújthat, mint a grafén, és ezt elérhető sávszélességgel tegye meg - lehet, hogy egy ilyen szuper anyagra lenne szükség, de a gyártással kapcsolatos grafénszerű problémák ezt követően csúnya fejet támasztanak.

Kvantumszámítás lehetne egy másik válasz, de a kutatás még mindig annyira előzetes, hogy kétséges. Egyesek úgy vélik, hogy olyan hatalmas és azonnali frissítést kínálnak a modern processzorokhoz képest, hogy a számítógépes titkosítás bukni fog. A kvantumszámítás azonban nem feltétlenül lesz azonnal programozható digitális számítógép formájában; a korai kvantum számítógépek nem képesek futtatni a Windows rendszert, még akkor sem, ha elméleti értelemben több mint elég gyorsak. A Moore-törvény fenyegető problémáinak összes lehetséges „megoldása” közül valószínűleg a kvantumszámítás a legkevésbé reális. Nagyon sok lehetőség rejlik konkrét alkalmazásokra, de a kvantum PC-k még mindig túl messze vannak ahhoz, hogy megfontolandó legyen.

Moore maga is elismerte, hogy Törvénye „nem folytatható örökké” egy 2005-ös interjúban. Az exponenciális függvények természete, mondta - végül falnak ütköznek, és bár ennek teljesen értelme van a pusztán hipotetikus matematikai világban, a való világban ez általában nem működik annyira jól. Előfordulhat, hogy Moore törvénye megmarad, ha az évszázad skáláján nézzük, kicsinyítve, hogy csökkentse az új technológiák közötti esetleges kisebb ingadozások jelentőségét. De az a tény továbbra is fennáll, hogy jelenleg egy szünetben vagyunk, amikor a következő nagyszerű feldolgozási technika megérkezését várjuk.

Tekintse meg az 2007es.com magyarázatok sorozatunkat a mélyebb lefedettség érdekében.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com