الإعلانات
قانون مور هو أحد معجزات الحياة الحديثة التي نعتبرها جميعًا أمرًا مسلمًا به ، مثل متاجر البقالة وطب الأسنان مع التخدير.
لمدة 50 عاما حتى الآن ، كانت معالجات الكمبيوتر مضاعفة أدائهم ما هو قانون مور وما علاقة ذلك بك؟ [MakeUseOf يوضح]سوء الحظ لا علاقة له بقانون مور. إذا كانت هذه هي الرابطة التي كانت لديك ، فأنت تخلط بينها وبين قانون مورفي. ومع ذلك ، لم تكن بعيدًا لأن قانون مور وقانون مورفي ... اقرأ أكثر لكل دولار لكل سنتيمتر مربع كل 1-2 سنة. أخذنا هذا الاتجاه الأسي من خفوق ENIAC 500 (عمليات الفاصلة العائمة في الثانية) إلى حوالي 54 بيتافلوب لأقوى حاسوب عملاق اليوم ، تيانهي -2. هذا يمثل حوالي عشرة تريليون ضعف من التحسين ، في أقل من قرن. هذا أمر لا يصدق من خلال حساب أي شخص.
تم تحقيق هذا الإنجاز بشكل موثوق به ، لفترة طويلة ، بحيث أصبح حقيقة دنيوية حول الحوسبة.
نحن نأخذ أمرا مفروغا منه.
وهذا هو السبب في أنه أمر مخيف جدًا لدرجة أنه قد يتوقف في المستقبل القريب. يتلاقى عدد من الحدود المادية الأساسية لوضع حد لتقدم رقائق الكمبيوتر السيليكونية التقليدية. بينما هناك تكنولوجيا الحوسبة النظرية أحدث تكنولوجيا الكمبيوتر التي يجب أن تراها لتصدق اطلع على بعض أحدث تقنيات الكمبيوتر التي تم إعدادها لتغيير عالم الإلكترونيات وأجهزة الكمبيوتر على مدى السنوات القليلة القادمة. اقرأ أكثر التي يمكن أن تحل بعض هذه المشاكل ، تبقى الحقيقة أن التقدم يتباطأ حاليا. قد تكون أيام تحسين أجهزة الكمبيوتر بشكل كبير على وشك الانتهاء.
لكن ليس بعد.
يظهر اختراق جديد من شركة IBM أن قانون مور لا يزال لديه أرجل. أظهرت مجموعة بحثية تقودها الشركة نموذجًا أوليًا لمعالج بمكونات ترانزستور بعرض 7 نانومتر فقط. هذا هو نصف الحجم (والأداء الرباعي) لتقنية 14 نانومتر الحالية ، مما دفع بزوال قانون مور إلى عام 2018 على الأقل.
فكيف تم تحقيق هذا الاختراق؟ ومتى تتوقع أن ترى هذه التكنولوجيا في الأجهزة الحقيقية؟
ذرات قديمة ، حيل جديدة
النموذج الأولي الجديد ليس شريحة إنتاج ، ولكن تم إنتاجه بتقنيات قابلة للتطوير تجاريًا التي يمكن أن تذهب إلى السوق في السنوات القليلة المقبلة (تقول الشائعات أن IBM ترغب في عرض الشريحة لأول مرة 2017-2018. النموذج الأولي هو نتاج IBM / SUNY ، وهو معمل أبحاث IMB الذي تعاون مع جامعة ولاية نيويورك. تعاون عدد من الشركات والمجموعات البحثية في المشروع ، بما في ذلك SAMSUNG و Global Foundries ، وهي شركة IBM دفع ما يقرب من 1.3 مليار دولار لتولي جناح تصنيع رقائق غير مربحة.
في الأساس ، قامت مجموعة البحث IBM اثنين من التحسينات الرئيسية الذي جعل هذا ممكنًا: تطوير مادة أفضل ، وتطوير عملية حفر أفضل. يتغلب كل من هذه العوائق على عائق رئيسي أمام تطوير المعالجات الأكثر كثافة. دعونا نلقي نظرة على كل من هذه بدورها.
مادة أفضل
أحد العوائق أمام الترانزستورات الأصغر هو ببساطة تقلص عدد الذرات. يحتوي ترانزستور 7nm على مكونات لا يتجاوز حجمها 35 ذرة سيليكون. لكي يتدفق التيار ، تحتاج الإلكترونات إلى القفز جسديًا من مدار ذرة إلى أخرى. في رقاقة السيليكون النقي ، كما تم استخدامه تقليديًا ، من الصعب أو المستحيل الحصول على تيار كاف للتدفق عبر مثل هذا العدد الصغير من الذرات.
لحل هذه المشكلة ، اضطرت شركة IBM إلى التخلي عن السيليكون النقي لصالح استخدام سبيكة من السيليكون والجرمانيوم. هذا له ميزة رئيسية: إنه يزيد ما يسمى ب "حركة الإلكترون" - قدرة الإلكترونات على التدفق عبر المادة. يبدأ السليكون في العمل بشكل سيئ على مقياس 10 نانومتر ، وهو أحد الأسباب التي أدت إلى توقف جهود تطوير معالجات 10 نانومتر. إضافة الجرمانيوم تتخطى هذا الحاجز.
نقش أدق
هناك أيضًا سؤال حول كيفية تشكيل الأجسام الصغيرة بالفعل. الطريقة معالجات الكمبيوتر ما هي وحدة المعالجة المركزية وماذا تفعل؟اختصارات الحوسبة مربكة. ما هي وحدة المعالجة المركزية على أي حال؟ وهل أحتاج إلى معالج رباعي أو ثنائي النواة؟ ماذا عن AMD أو Intel؟ نحن هنا للمساعدة في شرح الاختلاف! اقرأ أكثر يتم إنتاجها باستخدام ليزرات قوية للغاية ، والعديد من البصريات والاستنسل لاستخراج ميزات صغيرة. القيد هنا هو الطول الموجي للضوء ، والذي يفرض حدًا على مدى دقة نقش الميزات.
لفترة طويلة ، استقر تصنيع الرقائق حول استخدام ليزر فلوريد الأرجون ، بطول موجة يبلغ 193 نانومتر. قد تلاحظ أن هذا أكبر قليلاً من ميزات 14 نانومتر التي كنا نحفر بها. لحسن الحظ ، فإن طول الموجة ليس حدودًا صارمة على الدقة. من الممكن استخدام التداخل والحيل الأخرى للحصول على مزيد من الدقة. ومع ذلك ، فإن صانعي الرقائق بدأوا ينفدون من الأفكار الذكية والآن هناك حاجة لتغيير كبير.
كانت الفكرة التي اتخذتها شركة IBM هي استخدام مصدر ضوء EUV (Extreme Ultra Violet) ، بطول موجة يبلغ 13.5 نانومتر فقط. هذا ، باستخدام حيل مماثلة لتلك التي استخدمناها مع فلوريد الأرجون ، يجب أن يعطينا دقة النقش لبضع نانومتر فقط مع مزيد من التطوير.
لسوء الحظ ، فإنه يتطلب أيضًا التخلص من معظم ما نعرفه عن تصنيع الرقائق ، وكذلك معظم تم تطوير البنية التحتية التكنولوجية من أجلها ، أحد الأسباب التي استغرقت التكنولوجيا وقتًا طويلاً لتدخلها خاصة.
تفتح هذه التكنولوجيا الباب لمواصلة تطوير قانون مور وصولاً إلى الحد الكمي - النقطة التي إن عدم اليقين الكمي حول موضع الإلكترون أكبر من الترانزستور نفسه ، مما يتسبب في تصرف عناصر المعالج بشكل عشوائي. من هناك، تقنية جديدة حقًا أجهزة الكمبيوتر الكمومية: نهاية التشفير؟الحوسبة الكمومية كانت فكرة موجودة منذ فترة - تم إدخال الاحتمال النظري في الأصل في عام 1982. على مدى السنوات القليلة الماضية ، كان المجال يقترب من التطبيق العملي. اقرأ أكثر سيكون مطلوبًا لدفع الحوسبة إلى أبعد من ذلك.
السنوات الخمس القادمة من تصنيع رقاقة
لا تزال Intel تكافح من أجل إنتاج معالج 10 نانومتر قابل للتطبيق. ليس مستحيلاً أن تحالف IBM يمكن أن يتغلب عليهم. إذا حدث ذلك ، فسيشير إلى أن ميزان القوى في صناعة أشباه الموصلات قد تحول أخيرًا بعيدًا عن Intel.
مستقبل قانون مور غير مؤكد. مهما انتهت القصة ، ستكون صاخبة. سوف يفوز الممالك ويخسر. سيكون من المثير للاهتمام معرفة من ينتهي في الأعلى عندما يستقر الغبار. وفي المدى القصير ، من الجيد أن تعرف أن مسيرة التقدم البشري التي لا يمكن وقفها لن تتلاشى لعدة سنوات أخرى على الأقل.
هل أنت متحمس لرقائق أسرع؟ هل أنت قلق من نهاية قانون مور؟ اسمحوا لنا أن نعرف في التعليقات!
ائتمانات الصورة: رقاقة الكمبيوتر عن طريق Shutterstock, "سيليكون كرودا", "Argon-Ion Laser" "Logotype Intel" من ويكيميديا
وكاتب وصحفي مقيم في الجنوب الغربي ، يُضمن أندريه أن يظل يعمل حتى 50 درجة مئوية ، وهو مقاوم للماء حتى عمق اثني عشر قدمًا.
