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現代のコンピューターは本当に素晴らしく、年月が経つにつれて改善を続けています。これが発生した多くの理由の1つは、処理能力の向上によるものです。 18か月ごとに、集積回路内のシリコンチップに配置できるトランジスタの数は2倍になります。
これはムーアの法則として知られており、1965年にIntelの共同創設者であるGordon Mooreが気づいた傾向でした。このため、テクノロジーは急速に普及しています。
ムーアの法則とは正確には何ですか？
ムーアの法則は、コンピューターチップがより速く、よりエネルギー効率が高くなるにつれて、製造コストが安くなるという観察結果です。これは、電子工学における主要な進歩法の1つであり、何十年も前から存在しています。
しかし、ある日、ムーアの法則は「終わり」に近づきます。数年前から終わりが迫っていると言われていますが、現在の技術環境ではほぼ確実に最終段階に近づいています。
確かに、プロセッサは常に高速化、低価格化され、より多くのトランジスタが搭載されています。ただし、コンピュータチップを新たに繰り返すたびに、パフォーマンスの向上は以前よりも小さくなります。
新しい間 中央処理装置 （CPU）には、より優れたアーキテクチャと技術仕様が付属しており、日常のコンピュータ関連アクティビティの改善は縮小しており、速度は遅くなっています。
ムーアの法則が重要なのはなぜですか？
ムーアの法則が最終的に「終了」すると、シリコンチップは追加のトランジスタに対応しなくなります。これは、テクノロジーをさらに進歩させ、次世代のイノベーションをもたらすためには、シリコンベースのコンピューティングに代わるものが必要になることを意味します。
リスクは、ムーアの法則が代替手段なしに特定の終焉を迎えることです。これが起こった場合、私たちが知っている技術の進歩は、その軌道に乗って止まる可能性があります。
シリコンコンピュータチップの潜在的な交換
技術の進歩が私たちの世界を形作るにつれて、シリコンベースのコンピューティングは急速に限界に近づいています。現代の生活は、コンピューターからスマートフォン、さらには医療機器に至るまで、私たちの技術に電力を供給するシリコンベースの半導体チップに依存しており、オンとオフを切り替えることができます。
シリコンベースのチップはまだ「死んで」いないことを知っておくことが重要です。むしろ、パフォーマンスの点でピークをはるかに超えています。それは、私たちがそれらを置き換えることができるものについて考えるべきではないという意味ではありません。
コンピュータと将来の技術は、より機敏で非常に強力である必要があります。これを実現するには、現在のシリコンベースのコンピュータチップよりもはるかに優れたものが必要になります。これらは3つの潜在的な代替品です。
1.量子コンピューティング
グーグル、IBM、インテル、そして多くの小規模な新興企業が、最初の量子コンピューターを提供するために競争しています。これらのコンピューターは、量子物理学の力で、「キュービット」によって提供される想像を絶する処理能力を提供します。これらのキュービットは、シリコントランジスタよりもはるかに強力です。
しかし、量子コンピューティングの可能性を解き放つ前に、物理学者には克服すべき多くのハードルがあります。これらのハードルの1つは、通常のコンピューターチップよりも特定のタスクを完了するのに優れていることにより、量子マシンが最高であることを実証することです。
2.グラフェンとカーボンナノチューブ
2004年に発見されたグラフェンは、その背後にあるチームがノーベル賞を受賞した真に革新的な素材です。
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非常に強く、電気や熱を伝導でき、厚さ1原子で六角形の格子構造をしており、豊富に入手できます。ただし、グラフェンが商業生産に利用できるようになるまでには数年かかる場合があります。
グラフェンが直面する最大の問題の1つは、スイッチとして使用できないという事実です。電流によってオンまたはオフにできるシリコン半導体とは異なり、これはバイナリコードを生成しますが、コンピュータを機能させる0と1はグラフェンではできません。
これは、たとえば、グラフェンベースのコンピューターの電源を切ることができないことを意味します。
グラフェンとカーボンナノチューブはまだ非常に新しいものです。シリコンベースのコンピュータチップは数十年にわたって開発されてきましたが、グラフェンの発見はわずか14年前のものです。将来、グラフェンがシリコンに取って代わる場合、達成する必要のあることがたくさん残っています。
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それにもかかわらず、理論的には、シリコンベースのチップの最も理想的な代替品であることは間違いありません。折り畳み式のラップトップ、超高速トランジスタ、壊れない電話を考えてみてください。理論的には、グラフェンを使用すれば、これ以上のことが可能です。
3.ナノマグネティックロジック
グラフェンと量子コンピューティングは有望に見えますが、ナノマグネットも有望です。ナノマグネットは、ナノ磁気ロジックを使用してデータを送信および計算します。それらは、回路のセルラーアーキテクチャにリソグラフィで固定された双安定磁化状態を使用してこれを行います。
ナノ磁気ロジックはシリコンベースのトランジスタと同じように機能しますが、トランジスタのオンとオフを切り替えてバイナリコードを作成する代わりに、これを行うのは磁化状態の切り替えです。双極子-双極子相互作用---各磁石の北極と南極間の相互作用---このバイナリ情報を処理できます。
ナノマグネティックロジックは電流に依存しないため、消費電力は非常に低くなります。これにより、環境要因を考慮すると、これらは理想的な代替品になります。
どのシリコンチップの交換が最も可能性が高いですか？
量子コンピューティング、グラフェン、ナノマグネティックロジックはすべて有望な開発であり、それぞれに長所と短所があります。
しかし、現在どちらが先導しているのかという点では、 ナノ磁石 。量子コンピューティングは依然としてグラフェンが直面している理論と実際的な問題に過ぎず、ナノ磁気コンピューティングはシリコンベースの回路の後継として最も有望であるように見えます。
しかし、まだ長い道のりがあります。ムーアの法則とシリコンベースのコンピュータチップは依然として関連しており、交換が必要になるまでには数十年かかる可能性があります。その時までに、誰が何が利用可能になるかを知っています。現在のコンピュータチップに取って代わる技術がまだ発見されていない場合があります。
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- ムーアの法則
Lukeは、英国の法律を卒業し、フリーランスのテクニカルライターです。幼い頃からテクノロジーを取り上げ、彼の主な関心と専門分野には、サイバーセキュリティや人工知能などの新しいテクノロジーが含まれます。
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