Quantumrun

WHAKAMAHI WHAKAMAHI: Quantumrun

He Ture Moore e memeha ana hei whakaoho i te whakaaro hou mo nga miihiniiti: Ake o nga Rorohiko P4

David Tal, Publisher, Futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tue, 09/15/2020 - 15:39

Rorohiko—he ahua nui. Engari kia tino maioha ki nga ahuatanga ka puta mai i a maatau i mua i a maatau raupapa Future of Computers, me maarama ano tatou ki nga hurihanga e rere ana ki raro i te paipa rorohiko, noa iho ranei: te heke mai o nga miihini miihini.

Hei whakakore i nga kaupapa, me maarama tatou ki te Ture a Moore, te ture rongonui inaianei na Takuta Gordon E. Moore i whakatu i te tau 1965. Ko te mea nui, ko ta Moore i mohio i enei tekau tau ki muri ko te maha o nga transistors i roto i tetahi ara iahiko whakakotahi. ia 18 ki te 24 marama. Koinei te take i hokona e koe i tenei ra mo te $1,000 ka utu koe i te $500 e rua tau mai i naianei.

Neke atu i te rima tekau tau, e noho ana te umanga semiconductor ki runga i te raarangi whakakotahitanga o tenei ture, e para ana i te huarahi mo nga punaha whakahaere hou, keemu ataata, riipene ataata, taupānga waea pūkoro, me era atu hangarau matihiko kua tautuhia to tatou ahurea hou. Engari ahakoa te ahua o te hiahia mo tenei tipu ka noho tonu mo te haurua o te rau tau, ko te silicon — ko nga papanga papaa i hangaia me nga miihini miihini hou-kaore e rite ki te whakatutuki i taua tono mo te roa atu o te 2021 — e ai ki te purongo whakamutunga mai i te Mahere Arahanga Hangarau o te Ao mo nga Kaihanga Semiconductors (ITRS)

Ko te ahupūngao: kei te whakaheke haere te umanga semiconductor i nga transistors ki te tauine ngota, ka kore e tika te tauine silicon. A, ka kaha ake te mahi a tenei umanga ki te whakaheke i te silicon i mua i ona rohe tino pai, ka nui ake te utu o ia whanaketanga microchip.

Kei konei tatou i tenei ra. I roto i nga tau torutoru, ka kore te silicon hei rauemi utu nui hei hanga i nga reanga hou o nga miihini miihini tapahi. Ma tenei tepe ka kaha te hurihanga i roto i te hikohiko ma te akiaki i te umanga semiconductor (me te hapori) ki te whiriwhiri i waenga i etahi whiringa:

Ko te whiringa tuatahi ko te whakaroa, te whakamutu ranei, te whanaketanga utu nui ki te whakaiti ake i te silicon, ki te rapu huarahi hou ki te hoahoa miihini miihini e whakaputa ana i te mana tukatuka me te kore he taapiri iti.
Tuarua, kimihia nga rauemi hou ka taea te raweke i nga unahi iti ake i te silicon ki te whakauru i te maha atu o nga transistors ki roto i nga miihini miihini.
Tuatoru, hei utu mo te aro ki te iti-iti, ki te whakapai ake ranei i te whakamahi hiko, ka aro ano ki te tere o te tukatuka ma te hanga i nga kaitukatuka motuhake mo nga keehi whakamahi motuhake. Ko te tikanga o tenei, kaua ki te kotahi maramara whanui, tera pea kei nga rorohiko a muri ake nei he kahui maramara tohunga. Ko etahi tauira ko nga maramara whakairoiro hei whakapai ake i nga keemu ataata ki Te whakataki a Google o te maramara Tensor Processing Unit (TPU) e tohunga ana ki nga tono ako miihini.
Ka mutu, hoahoa i nga raupaparorohiko hou me nga hanganga kapua ka tere ake te mahi me te pai ake me te kore e hiahia ki nga miihini miihini iti ake.

Ko tehea whiringa ka whiriwhiria e to maatau ahumahi hangarau? Tika: katoa.

Ko te ora mo te Ture a Moore

Ko te rarangi e whai ake nei he tirohanga poto ki nga mahi hou tata me te wa roa ka whakamahia e nga kaiwhakataetae i roto i te umanga semiconductor kia ora tonu ai te Ture a Moore. He ahua matoto tenei waahanga, engari ka ngana taatau ki te pupuri i te panui.

Nanomaterial. Ko nga kamupene semiconductor rangatira, penei i a Intel, kua panuitia e raatau taka hiraka ka tae ki nga unahi iti o te whitu nanometer (7nm). Ko nga kaitono ki te whakakapi i te silicon ko te indium antimonide (InSb), indium gallium arsenide (InGaAs), me te silicon-germanium (SiGe) engari ko nga mea e tino whakahihiri ana ko te waro nanotubes. He mea hanga mai i te graphite—he puranga hiato o nga mea whakamiharo, graphene—ka taea te hanga ngota waro ki te matotoru ngota, he tino pai te kawe, a, e kiia ana ka mahia nga miihini miihini a meake nei ki te rima nga wa tere ake i te tau 2020.

Rorohiko whatu. Ko tetahi o nga wero nui mo te hoahoa maramara ko te whakarite kia kore nga irahiko e peke mai i tetahi transistor ki tetahi atu—he whakaaro ka tino uaua ake ina uru koe ki te taumata ngota. Ko te hangarau hou o te rorohiko whatu e titiro ana ki te whakakapi i nga irahiko ki nga whakaahua, na te marama (ehara i te hiko) ka whakawhiti mai i te transistor ki te transistor. i roto i te 2017, i whai waahi nui nga kairangahau ki tenei whainga ma te whakaatu i te kaha ki te penapena i nga korero marama-marama (whakaahua) hei ngaru tangi i runga i te maramara rorohiko. Ma te whakamahi i tenei huarahi, ka taea e nga miihini miihini te mahi tata ki te tere o te marama i te tau 2025.

Spintronics. Neke atu i te rua tekau tau te whanaketanga, ka ngana nga transistors spintronic ki te whakamahi i te 'mio' o te irahiko hei utu mo tana utu hei tohu korero. Ahakoa he tawhiti tonu mai i te hokohoko, mena ka whakatauhia, ka hiahia noa tenei ahua o te transistor ki te 10-20 millivolts hei mahi, he rau nga wa iti ake i nga transistors tikanga; ma tenei ka whakakorea nga take wera nui e pa ana ki nga kamupene semiconductor i te wa e whakaputa maramara iti ake.

Te rorohiko neuromorphic me nga kaiwhakamahara. Ko tetahi atu huarahi hou ki te whakaoti i tenei raruraru tukatuka kei roto i te roro tangata. Ko nga Kairangahau o IBM me DARPA, inaa, kei te arahi i te whakawhanaketanga o te momo miihiniiti hou—he maramara kua hoahoatia ana iahiko whakauru ki te whakatauira i te huarahi o te roro ki te whakaheke me te kore ahorangi ki te rorohiko. (Tirohia tenei ScienceBlogs tuhinga kia pai ake te mohio ki nga rereketanga i waenga i te roro tangata me nga rorohiko.) Ko nga hua o mua e tohu ana ko nga maramara e rite ana ki te roro ehara i te mea tino pai ake, engari e mahi ana ma te whakamahi i te iti rawa o te hiko i nga miihini miihini o naianei.

Ma te whakamahi i tenei huarahi whakatauira roro ano, ko te transistor ake, ko te poraka hanga whakatauki o te miihini miihini o to rorohiko, ka tere ka whakakapihia e te memristor. I te wa o te "ionics", he maha nga painga o te memristor i runga i te transistor tuku iho:

Tuatahi, ka taea e nga kaiwhakamahara te mahara te rere o te irahiko i roto ia ratou—ahakoa ka tapahia te hiko. Ka whakamaoritia, ko te tikanga tenei he ra ka taea e koe te whakaka i to rorohiko kia rite te tere o to umanga rama.
He ruarua te whakawhiti, 1s, 0s ranei. I tenei wa, ka taea e nga Memristors te maha o nga ahuatanga i waenga i aua tino nui, penei i te 0.25, 0.5, 0.747, me era atu. Na tenei ka rite te mahi a nga mema ki nga synapses i roto i o tatou roro, a he mea nui tera na te mea ka taea e ia te whakatuwhera i te whānuitanga o nga mahi rorohiko a meake nei. taea.
I muri mai, karekau e hiahia nga mema ki te kirikiri ki te mahi, ma te whakatuwhera i te huarahi mo te umanga semiconductor ki te whakamatau me te whakamahi i nga rawa hou hei whakatiki i nga miihini miihini (penei i te korero o mua).
Ka mutu, he rite ki nga kitenga i mahia e IBM me DARPA ki te rorohiko neuromorphic, he tere ake nga miihini miihini i runga i nga memristors, he iti ake te kaha, ka taea te pupuri i te kiato korero teitei ake i nga maramara kei te maakete i tenei wa.

maramara 3D. Ko nga microchips tawhito me nga transistors e kaha ana ki te mahi i runga i te rererangi papatahi, e rua-ahu, engari i te timatanga o te tau 2010, i timata nga kamupene semiconductor ki te whakamatau me te taapiri i te waahanga tuatoru ki o raatau maramara. Ka kiia ko 'finFET', he hongere to enei kaihurihuri hou ka piri mai i te mata o te maramara, ka pai ake te whakahaere i nga mea ka puta ki o raatau hongere, ka taea te oma tata ki te 40 paiheneti tere ake, me te mahi ma te haurua o te hiko. Ko te kino, ko enei maramara he tino uaua (he utu nui) ki te whakaputa i tenei wa.

Engari i tua atu i te hoahoa ano i nga transistors takitahi, kei te heke mai maramara 3D ka whai ano hoki ki te whakakotahi i te rorohiko me te rokiroki raraunga ki nga paparanga poutū. I tenei wa, kei roto i nga rorohiko tawhito o ratou rakau maumahara henimita mai i tana tukatuka. Engari ma te whakauru i nga mahara me nga waahanga tukatuka, ka heke tenei tawhiti mai i te henimita ki te micrometers, ka taea te whakapai ake i nga tere tukatuka me te whakapau kaha.

Te whakahiato nui. Ma te titiro atu ki nga ra kei mua, ka taea e tetahi waahanga nui o te rorohiko taumata hinonga te mahi i raro i nga ture ohorere o te ahupūngao quantum. Heoi, na te hiranga o tenei momo rorohiko, i hoatu e matou tana ake upoko i te mutunga o tenei raupapa.

Ko nga miihini miihini nui ehara i te pakihi pai

Kaati, he pai, he pai te korero i runga ake nei—e korero ana matou i nga miihini miihini tino kaha-kaha i whakatauirahia ki te roro tangata ka taea te rere i te tere o te marama—engari ko te mea, ko te ahumahi hanga maramara semiconductor ehara te tino hikaka ki te huri i enei ariā ki roto i te mooni hanga papatipu.

Ko nga roroa hangarau, pera i a Intel, Samsung, me AMD, kua whakangao kee i nga piriona taara i roto i nga tau tekau ki te whakaputa i nga miihini miihini-a-kirika. Ko te huri ki tetahi o nga ariā hou kua whakahuahia i runga ake nei ko te whakakore i aua haumi me te whakapau piriona atu mo te hanga wheketere hou ki te whakaputa papatipu tauira miihini hou he rekoata hoko kore.

Ehara i te mea ko te wa me te moni haumi anake e pupuri ana i enei kamupene semiconductor. Kei te heke haere te tono a nga kaihoko mo nga miihini miihini kaha ake. Whakaarohia: I roto i nga tau 90 me te nuinga o nga tau 00, kua tata ki te tauhokohoko i roto i to rorohiko, waea waea ranei, ki te kore ia tau, katahi ano ia tau. Ma tenei ka taea e koe te whai tonu i nga punaha hou me nga tono ka puta kia pai ake ai to noho kaainga me to mahi. I enei ra, e hia nga wa e whakapai ake ai koe ki te papamahi hou, ki te tauira pona ranei i runga i te maakete?

Ka whakaaro koe mo to waea atamai, kei roto i to pute nga mea e kiia ana he rorohiko nui 20 tau ki muri. I tua atu i nga amuamu e pa ana ki te ora o te pākahiko me te mahara, ko te nuinga o nga waea i hokona mai i te tau 2016 he tino kaha ki te whakahaere i tetahi taupānga, keemu waea pūkoro ranei, ki te rere i tetahi riipene ataata puoro me te huihuinga kanohi kino me to SO, me te nuinga o nga mea e hiahia ana koe ki te mahi i runga i to rorohiko. waea. Me tino whakapau koe i te $1,000 neke atu ranei ia tau kia pai ake ai te mahi i enei mahi 10-15 paiheneti? Ka kite koe i te rereketanga?

Mo te nuinga o nga tangata, ko te whakautu kaore.

Te heke mai o te Ture a Moore

I nga wa o mua, ko te nuinga o nga moni whakangao ki te hangarau semiconductor i ahu mai i nga whakapaunga tiaki hoia. Ka whakakapihia e nga kaihanga hikohiko kaihoko, a hei te tau 2020-2023, ka huri ano te haumi ki te whanaketanga microchip, i tenei wa mai i nga umanga e whai ake nei:

Tuhinga o muri-Gen. Ko te whakaurunga mai o nga taputapu mooni holographic, mariko me te whakanui ake ki te iwi whanui ka nui ake te hiahia mo te rerenga raraunga, ina koa kua pakeke enei hangarau me te tipu rongonui i te mutunga o nga tau 2020.
kapua rorohiko. Kua whakamaramatia i te waahanga o muri o tenei raupapa.
Nga waka Motuhake. Kua whakamaramatia i roto i ta maatau Te heke mai o te waka raupapa.
Ipurangi o nga mea. Kua whakamaramatia i roto i ta maatau Internet o Me'a pene i roto i to tatou Kei te heke mai o te Ipurangi raupapa.
Nga raraunga nui me te tātaritanga. Ko nga whakahaere e hiahia ana ki te tarai i nga raraunga i ia wa—whakaarohia te ope hoia, te tirotiro mokowhiti, nga kaititiro huarere, nga rongoa, nga arorau, me era atu—ka tono tonu i nga rorohiko kaha ake ki te tātari i o raatau huinga raraunga kua kohia.

Ka noho tonu te putea mo te R&D ki nga maramara moroiti whakatipuranga e whai ake nei, engari ko te patai mehemea ka taea e te taumata putea e hiahiatia ana mo nga momo miihini miihini uaua ake te whakatutuki i nga hiahia tipu o te Ture a Moore. I runga i te utu mo te whakawhiti me te hokohoko mo nga momo miihiniiti hou, me te puhoi o te tono a nga kaihoko, nga utu putea a te kawanatanga kei te heke mai me te paheketanga ohaoha, tera pea ka puhoi te Ture a Moore, ka mutu poto ranei i te timatanga o te tau 2020, i mua i te hokinga mai i te mutunga o nga tau. 2020s, wawe 2030s.

Mo te take ka tere ake ano te Ture a Moore, kaati, me kii ake ehara ko nga miihini miihini turbo-powered anake te hurihanga ka heke mai i te paipa rorohiko. Ka whai ake i roto i a maatau raupapa Future of Computers, ka tirotirohia e matou nga ahuatanga e kaha ana te tipu o te rorohiko kapua.