Ak ste tento týždeň venovali nejakú pozornosť správam, možno ste už niečo počuli o Mooreovom zákone, ktorý konečne dýchal svoj posledný podráždený dych. Mooreov zákon bol samozrejme niekoľkokrát vyhlásený za „mŕtveho“, ktorý má byť vzkriesený novým typom kremíka, obnoveným výrobným procesom diódy alebo veľkou bielou nádejou na kvantové výpočty.
Čo robí tento čas inak?
Nanometer Roadblocks
Mooreov zákon, ktorý bol prvýkrát vytvorený v najskorších dňoch výpočtov, naznačuje, že množstvo dostupného výpočtového výkonu na danom čipe sa zdvojnásobuje raz za 12 mesiacov. Tento zákon zostal až do posledných rokov konštantný, pretože výrobcovia ako Intel a AMD bojovali proti materiálom použitým na tlač procesorov (kremík) a povahe samotnej fyziky.
Otázka, ktorej čelia výrobcovia čipov, leží vo svete kvantovej mechaniky. Pre väčšinu modernej výpočtovej histórie bol Mooreov zákon konštantný a spoľahlivý spôsob, ktorý umožňoval výrobcom aj spotrebiteľom zaznamenať, aký výkonný by mohli očakávať, že budúci riadok nadchádzajúcich CPU bude fungovať na základe technológie svojich predchodcov.
Čím menší je priestor medzi jednotlivými tranzistormi, tým viac ich môžete umiestniť na jeden čip, čím sa zvyšuje množstvo dostupného výpočtového výkonu. Každá generácia procesora je odstupňovaná podľa výrobného procesu, meraná v nanometroch. Napríklad 5. generácia procesorov Intel Broadwell má logické hradlá, ktoré sú ohodnotené na „22nm“, čo označuje množstvo voľného priestoru medzi jednotlivými tranzistormi na dióde CPU.
Novšia generácia procesorov Skylake šiestej generácie využíva výrobný proces 14nm, pričom 10nm má nahradiť tento údaj okolo roku 2018. Táto časová os predstavuje spomalenie Mooreovho zákona do bodu, keď už nie je v súlade s usmerneniami, ktoré boli pôvodne stanovené ono. V niektorých ohľadoch by sa to dalo nazvať „smrťou“ Mooreovho zákona.
Kvantové výpočty na záchranu
Práve teraz existujú dve technológie, ktoré by potenciálne mohli Mooreov krok vrátiť: kvantové tunelovanie a spintronika.
Kvantové tunelovanie nie je príliš technické, používa tunelové tranzistory, ktoré môžu využívať interferenciu elektrónov, aby poskytovali konzistentné signály v malých veľkostiach, zatiaľ čo spintronika využíva polohu elektrónu na atóme na zachytenie magnetického momentu.
Môže to byť nejaký čas, kým nebude jedna z týchto technológií pripravená na komerčnú výrobu v plnom rozsahu, čo znamená, že dovtedy by sme mohli vidieť, že sa procesory odlišujú v nízkej spotrebe energie oproti vysokému výkonu.
Nízkoenergetické riešenia
Spoločnosti ako Intel zatiaľ uviedli, že namiesto toho, aby sa uprednostňovala potreba surovej energie alebo časovej rýchlosti, budú musieť spracovatelia začať skutočne vracať späť toľko energie, ktorú používajú v prospech zvýšenej účinnosti.
Jedná sa o posun v technológii spracovania, ktorá sa deje už niekoľko rokov vďaka smartfónom, ale teraz tlak na zahrnutie zariadení, ako sú zariadenia pod záštitou internetu vecí do tej istej kategórie, mení spôsob myslenia CPU ako celok.
Predpokladá sa, že keď začneme implementovať viac technológií, ktoré využívajú kvantovú mechaniku, tradičné procesory sa budú musieť chvíľu spomaliť, aby sa mohli vyrovnať, pretože priemysel rastie v prechodnej fáze medzi dvoma generáciami technológie tlačenia CPU.
Samozrejme, stále bude existovať dopyt po procesoroch, ktoré dokážu spustiť hry a aplikácie na stolných počítačoch čo najrýchlejšie. Tento trh sa však zmenšuje a ultra-efektívne spracovanie s nízkou spotrebou energie bude stále uprednostňovanou voľbou, pretože na trhu ako celku začnú dominovať mobilné zariadenia a zariadenia internetu vecí.
