Wenn Moores Gesetz endet: 3 Alternativen zu Siliziumchips
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Moderne Computer sind wirklich erstaunlich und werden im Laufe der Jahre immer besser. Einer der vielen Gründe dafür ist die bessere Rechenleistung. Etwa alle 18 Monate verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren, die in integrierten Schaltkreisen auf den Siliziumchips platziert werden können.
Dies ist unter dem Namen Moore's Law bekannt und wurde bereits 1965 vom Intel-Mitbegründer Gordon Moore als Trend wahrgenommen. Aus diesem Grund wurde die Technologie so rasant vorangetrieben.
Was genau ist Moores Gesetz?
Moores Gesetz Was ist Moores Gesetz und was hat es mit dir zu tun? [MakeUseOf Explains] Was ist Moores Gesetz und was hat es mit dir zu tun? [MakeUseOf Explains] Pech hat nichts mit Moores Gesetz zu tun. Wenn das die Assoziation ist, die Sie hatten, verwechseln Sie sie mit Murphys Gesetz. Sie waren jedoch nicht weit weg, weil Moores Gesetz und Murphys Gesetz ... Lesen Sie mehr ist die Beobachtung, dass Computerchips schneller und energieeffizienter werden und gleichzeitig billiger in der Herstellung werden. Es ist seit Jahrzehnten eines der führenden Fortschrittsgesetze in der Elektrotechnik.
Eines Tages wird jedoch Moores Gesetz zu einem "Ende" kommen. Obwohl uns seit einigen Jahren das bevorstehende Ende mitgeteilt wurde, nähert es sich mit ziemlicher Sicherheit dem Endstadium des gegenwärtigen technologischen Klimas.
Es ist wahr, dass Prozessoren immer schneller, billiger und mit mehr Transistoren bestückt werden. Mit jeder neuen Iteration eines Computerchips sind die Leistungssteigerungen jedoch geringer als früher.
Während neuere Zentraleinheiten Was ist eine CPU und was macht sie? Was ist eine CPU und was macht sie? Die Berechnung von Akronymen ist verwirrend. Was ist überhaupt 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! Read More (CPUs) verfügen über eine bessere Architektur und bessere technische Daten. Die Verbesserungen für alltägliche Computeraktivitäten nehmen ab und sind langsamer zu verzeichnen.
Warum ist Moores Gesetz wichtig?
Wenn das Mooresche Gesetz endlich "endet", können in Siliziumchips keine zusätzlichen Transistoren mehr eingesetzt werden. Dies bedeutet, dass das siliziumbasierte Rechnen ersetzt werden muss, um die Technologie weiter voranzutreiben und die nächste Generation von Innovationen hervorzubringen.
Das Risiko ist, dass Moores Gesetz zu seinem sicheren Ende kommt, ohne dass es einen Ersatz gibt. In diesem Fall könnte der technologische Fortschritt, wie wir ihn kennen, gestoppt werden.
Mögliche Ersetzungen von Silizium-Computerchips
In dem Maße, wie der technologische Fortschritt unsere Welt prägt, stößt das siliziumbasierte Rechnen 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 - mit Strom versorgen und ein- und ausgeschaltet werden können.
Es ist wichtig zu wissen, dass Silizium-Chips als solche noch nicht "tot" sind. Vielmehr liegen sie in puncto Leistung weit über ihrem Höchststand. Das heißt nicht, dass wir nicht darüber nachdenken sollten, was sie ersetzen kann.
Computer und zukünftige Technologien müssen agiler und extrem leistungsstark sein. Um dies zu erreichen, benötigen wir etwas, das den aktuellen Computerchips auf Siliziumbasis weit überlegen ist. Dies sind drei mögliche Ersetzungen:
1. Quantum Computing
Google, IBM, Intel und eine ganze Reihe kleinerer Start-up-Unternehmen sind im Wettlauf um die Lieferung der ersten Quantencomputer. Diese Computer werden mit der Kraft der Quantenphysik eine unvorstellbare Rechenleistung liefern, die von "Qubits" geliefert wird. Diese Qubits sind weitaus leistungsstärker als Siliziumtransistoren.
Bevor jedoch das Potenzial des Quantencomputers entfesselt werden kann, müssen Physiker viele Hürden überwinden. Eine dieser Hürden besteht darin, zu demonstrieren, dass die Quantenmaschine überlegen ist, indem sie eine bestimmte Aufgabe besser erledigt als ein normaler Computerchip.
2. Graphen und Kohlenstoffnanoröhren
Graphen wurde 2004 entdeckt und ist ein wahrhaft revolutionäres Material. Was ist Graphen? 7 Möglichkeiten, die Technologie bald zu revolutionieren Was ist Graphen? 7 Wege, wie es die Technologie bald revolutionieren wird In den letzten Jahren wurde viel über Graphen gesprochen. Aber was ist das genau? Und warum sind die Leute so aufgeregt? Warum sollte es dich interessieren? Lesen Sie mehr, dass das Team dahinter den Nobelpreis gewonnen hat.
Es ist extrem stark, es kann Strom und Wärme leiten, es ist ein Atom dick mit einer hexagonalen Gitterstruktur und es ist in Hülle und Fülle verfügbar. 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 elektrischen Strom ein- oder ausgeschaltet werden können - dies erzeugt Binärcode, die Nullen und Einsen, mit denen Computer funktionieren -, kann Graphen nicht.
Dies würde bedeuten, dass beispielsweise Graphen-basierte Computer niemals ausgeschaltet werden könnten.
Graphen und Kohlenstoffnanoröhren sind noch sehr neu. Während siliziumbasierte Computerchips seit Jahrzehnten entwickelt werden, ist die Entdeckung von Graphen erst 14 Jahre alt. Wenn Graphen in Zukunft Silizium ersetzen soll, bleibt noch viel zu tun.
Trotzdem ist es zweifellos der theoretisch idealste Ersatz für Chips auf Siliziumbasis. Denken Sie an faltbare Laptops, superschnelle Transistoren und Telefone, die nicht kaputt gehen können. All dies und mehr ist theoretisch mit Graphen möglich.
3. Nanomagnetische Logik
Graphen und Quantencomputer sehen vielversprechend aus, Nanomagnete jedoch auch. Nanomagnete verwenden nanomagnetische Logik, um Daten zu übertragen und zu berechnen. Sie tun dies, indem sie bistabile Magnetisierungszustände verwenden, die lithografisch an der Zellulararchitektur einer Schaltung befestigt sind.
Nanomagnetische Logik funktioniert auf die gleiche Weise wie Transistoren auf Siliziumbasis, aber anstatt die Transistoren ein- und auszuschalten, um einen Binärcode zu erzeugen, erfolgt dies durch das Schalten der Magnetisierungszustände. Mithilfe von Dipol-Dipol-Wechselwirkungen - der Wechselwirkung zwischen Nord- und Südpol jedes Magneten - können diese binären Informationen verarbeitet werden.
Da die nanomagnetische Logik nicht auf elektrischem Strom beruht, ist der Stromverbrauch sehr gering. Dies macht sie zum idealen Ersatz, wenn Sie Umweltfaktoren berücksichtigen.
Welcher Silizium-Chip-Ersatz ist am wahrscheinlichsten?
Quantencomputer, Graphen und nanomagnetische Logik sind allesamt vielversprechende Entwicklungen mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen.
In Bezug auf das, was man derzeit vormacht, handelt es sich jedoch um Nanomagnete . Da Quantencomputer immer noch nichts anderes als eine Theorie und praktische Probleme sind, mit denen Graphen konfrontiert ist, scheint das Nanomagnetische Computing der vielversprechendste Nachfolger siliziumbasierter Schaltungen zu sein.
Bis dahin ist es jedoch noch ein weiter Weg. Das Mooresche Gesetz und Computerchips auf Siliziumbasis sind immer noch relevant, und es kann Jahrzehnte dauern, bis wir einen Ersatz brauchen. Bis dahin, wer weiß, was verfügbar sein wird. IBM enthüllt revolutionären "Gehirn auf einem Chip". IBM enthüllt revolutionären "Gehirn auf einem Chip". Ein Computerchip, der entwickelt wurde, um biologische Neuronen zu imitieren und in intelligenten Computersystemen wie Watson verwendet zu werden. Weiterlesen . Es ist möglich, dass die Technologie, die derzeitige Computerchips ersetzt, noch nicht entdeckt wurde.
