د مور قانون له مینځه تللی ترڅو د مایکروچپس بنسټیز بیاکتنې ته وده ورکړي: د کمپیوټر راتلونکي P4

کمپیوټرونه - دا یو ډول لوی معامله ده. مګر د ریښتیا د راڅرګندیدونکي تمایلاتو ستاینه کولو لپاره چې موږ تر دې دمه زموږ د کمپیوټر راتلونکي لړۍ کې اشاره کړې ، موږ باید د کمپیوټري پایپ لاین لاندې د انقلابونو په اړه هم پوه شو ، یا په ساده ډول: د مایکروچپس راتلونکی.

د اساساتو څخه د خلاصون لپاره، موږ باید د مور په قانون پوه شو، چې اوس مشهور قانون ډاکټر ګورډن ای مور په 1965 کې تاسیس شوی. په اصل کې، هغه څه چې مور هغه ټولې لسیزې دمخه پوهیدلې دا دي چې په یو مدغم سرکټ کې د ټرانزیسټرونو شمیر دوه چنده کیږي. هر 18 څخه تر 24 میاشتو پورې. له همدې امله هغه کمپیوټر چې تاسو یې نن په $ 1,000 کې اخلئ له اوس څخه دوه کاله به ستاسو $ 500 لګښت ولري.

له پنځوسو کلونو راهیسې، د سیمیکمډکټر صنعت د دې قانون ترکیبي رجحان لاین ته ژوند کړی، د نوي عملیاتي سیسټمونو، ویډیو لوبو، ویډیو ویډیو، ګرځنده ایپسونو، او هر بل ډیجیټل ټیکنالوژۍ لپاره لاره هواره کړه چې زموږ عصري کلتور یې تعریف کړی. مګر پداسې حال کې چې د دې ودې غوښتنه داسې بریښي چې دا به د بلې نیمې پیړۍ لپاره ثابت پاتې وي، سیلیکون - د بیډراک مواد چې ټول عصري مایکروچپونه ورسره جوړ شوي - داسې نه بریښي چې دا به د 2021 ډیر وخت لپاره غوښتنې پوره کړي — څخه وروستی راپور د سیمیکمډکټرانو لپاره د نړیوال ټیکنالوژۍ سړک نقشه (ITRS)

دا واقعیا فزیک دی: د سیمیکمډکټر صنعت د ټرانزیسټرونو اتومي پیمانه کموي ، یو پیمانه سیلیکون به ډیر ژر د دې لپاره مناسب نه وي. او هرڅومره چې دا صنعت هڅه کوي سیلیکون د خپل مطلوب حد څخه تیر کړي ، د هر مایکروچپ ارتقا به خورا ګران شي.

دا هغه ځای دی چې موږ نن ورځ یو. په څو کلونو کې، سیلیکون به نور د کټ مټ مایکروچپس راتلونکي نسل جوړولو لپاره د لګښت وړ مواد نه وي. دا محدودیت به د سیمیکمډکټر صنعت (او ټولنه) د څو انتخابونو تر مینځ غوره کولو ته اړ کولو سره په برقیاتو کې انقلاب مجبور کړي:

• لومړی اختیار دا دی چې د سیلیکون نور کوچني کولو لپاره ارزانه پراختیا ورو یا پای ته ورسوي ، د مایکروچپس ډیزاین کولو لپاره د نوي لارو موندلو په ګټه چې پرته له اضافي کوچني کولو څخه ډیر پروسس ځواک تولید کړي.

• دوهم، نوي مواد ومومئ چې د سیلیکون په پرتله په خورا کوچنیو پیمانو کې مینځل کیدی شي ترڅو حتی د ډیرو مایکرو چپسونو کې د ټرانزیسټرونو لوی شمیر ډک کړي.

• دریم، د دې پرځای چې د کوچني کولو یا د بریښنا کارولو پرمختګونو باندې تمرکز وکړئ، د پروسیسرونو رامینځته کولو له لارې د پروسس سرعت باندې تمرکز وکړئ چې د ځانګړو کارولو قضیو لپاره ځانګړي شوي. دا پدې معنی کیدی شي چې د یو عمومي چپ کولو پرځای ، راتلونکي کمپیوټرونه ممکن د متخصص چپس کلستر ولري. په مثالونو کې د ګرافیک چپس شامل دي چې د ویډیو لوبو ته وده ورکولو لپاره کارول کیږي د ګوګل پیژندنه د ټینسر پروسس کولو واحد (TPU) چپ چې د ماشین زده کړې غوښتنلیکونو کې تخصص لري.

• په نهایت کې ، نوي سافټویر او کلاوډ زیربنا ډیزاین کړئ چې کولی شي ګړندي او ډیر مؤثره کار وکړي پرته لدې چې کثافاتو / کوچني مایکروچپس ته اړتیا ولري.

زموږ تخنیکي صنعت به کوم انتخاب غوره کړي؟ په حقیقت کې: دوی ټول.

د مور د قانون لپاره ژوند لیک

لاندې لیست د سیمیکمډکټر صنعت کې د نږدې او اوږدمهاله نوښتونو سیالانو ته یو لنډ نظر دی چې د مور قانون ژوندي ساتلو لپاره به کاروي. دا برخه یو څه ژوره ده، مګر موږ به هڅه وکړو چې د لوستلو وړ وساتو.

نانوومیتریلز. مخکښ سیمیکمډکټر شرکتونه، لکه Intel، لا دمخه اعلان کړی چې دوی به وکړي سیلیکون پریږدئ یوځل چې دوی د اوو نانومیټرو (7nm) کوچنۍ اندازې ته ورسیږي. د سیلیکون بدلولو لپاره کاندیدان د انډیم انټيمونایډ (InSb)، انډیم ګالیم ارسنایډ (InGaAs)، او سیلیکون-جرمانیم (SiGe) شامل دي، مګر هغه مواد چې ډیر لیوالتیا ترلاسه کوي کاربن نانوټوبونه ښکاري. د ګرافیت څخه جوړ شوی - پخپله د حیرانتیا موادو یو جامع سټیک دی، ګرافین - کاربن نانوټوبونه کولی شي اتومونه ضخامت کړي، خورا چلونکي دي، او اټکل کیږي چې راتلونکي مایکروچپس به تر 2020 پورې پنځه چنده چټک کړي.

نظری کمپیوټری. د چپسونو د ډیزاین کولو په شاوخوا کې یوه لویه ننګونه دا یقیني کول دي چې الکترونونه له یو ټرانزیسټر څخه بل ته نه پریږدي - دا په پام کې نیولو سره چې تاسو د اټومي کچې ته ننوتلو سره خورا سخت کیږي. د آپټیکل کمپیوټینګ رامینځته کیدونکی ټیکنالوژي داسې ښکاري چې الیکترونونه د فوټونونو سره ځای په ځای کړي ، پدې توګه رڼا (نه بریښنا) له ټرانزیسټر څخه ټرانزیسټور ته لیږدول کیږي. په 2017، څیړونکو د کمپیوټر چپ کې د غږ څپو په توګه د ر lightا پراساس معلوماتو (فوټون) ذخیره کولو وړتیا ښودلو سره د دې هدف په لور لوی ګام پورته کړ. د دې طریقې په کارولو سره، مایکروچپس کولی شي تر 2025 پورې د رڼا سرعت ته نږدې کار وکړي.

سپینټرونکس. د دوو لسیزو په اوږدو کې د پراختیا په حال کې، سپنټرونیک ټرانزیسټرونه هڅه کوي د معلوماتو نمایندګي لپاره د چارج پر ځای د الکترون 'سپن' وکاروي. پداسې حال کې چې لاهم د سوداګرۍ کولو څخه اوږده لاره ده، که حل شي، د ټرانزیسټر دا بڼه به یوازې 10-20 ملیوولټ ته اړتیا ولري چې د دودیزو ټرانزیسټرونو څخه سل ځله کوچني وي. دا به د ډیر تودوخې مسلې هم لرې کړي چې د سیمیکمډکټر شرکتونه ورسره مخ دي کله چې د کوچني چپس تولید کوي.

نیورومورفیک کمپیوټري او یادښتونه. د دې لوټ شوي پروسس کولو بحران حل کولو لپاره بله نوې تګلاره د انسان په مغز کې ده. په IBM او DARPA کې څیړونکي، په ځانګړې توګه، د نوي ډول مایکروچپ د پراختیا مشري کوي - یو چپ چې مربوط سرکټونه ډیزاین شوي ترڅو کمپیوټر ته د دماغ ډیر غیر متمرکز او غیر خطي طریقې نقل کړي. (دا وګورئ ساینس بلاګ مقاله د انسان د مغز او کمپیوټر تر منځ د توپیرونو د ښه پوهیدو لپاره.) لومړنۍ پایلې ښیي چې هغه چپس چې د مغز تقلید کوي نه یوازې دا چې د پام وړ ډیر اغیزمن دي، مګر دوی د اوسني مایکروچپونو په پرتله خورا لږ واټ کاروي.

د همدې دماغي ماډلینګ طریقې په کارولو سره، پخپله ټرانزیسټر، ستاسو د کمپیوټر مایکروچیپ متل جوړونکي بلاک، ممکن ژر تر ژره د میمریسټر لخوا بدل شي. د "ionics" دورې په پیل کې، یو یادګار د دودیز ټرانزیسټر په پرتله یو شمیر په زړه پورې ګټې وړاندې کوي:

• لومړی، یادګار کولی شي د بریښنایی جریان په یاد وساتي - حتی که بریښنا پرې شوې وي. ژباړه، دا پدې مانا ده چې یوه ورځ تاسو کولی شئ خپل کمپیوټر په ورته سرعت کې ستاسو د رڼا بلب په څیر چالان کړئ.

• ټرانزیسټرونه بائنري دي، یا هم 1s یا 0. په عین حال کې، یادښتونه کولی شي د دې حدونو ترمنځ مختلف حالتونه ولري، لکه 0.25، 0.5، 0.747، او داسې نور. دا کار زموږ په مغز کې د Synapses په څیر کار کوي، او دا یوه لویه معامله ده ځکه چې دا کولی شي د راتلونکو کمپیوټرونو لړۍ پرانیزي. امکانات

• بیا، یادګاران د فعالیت لپاره سیلیکون ته اړتیا نلري، د سیمیکمډکټر صنعت لپاره لاره پرانیزي ترڅو د مایکروچپسونو نور کوچني کولو لپاره د نوي موادو کارولو تجربه وکړي (لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه).

• په نهایت کې ، د IBM او DARPA لخوا په نیورومورفیک کمپیوټري کې موندل شوي موندنو ته ورته ، د حافظې پراساس مایکروچپس ګړندي دي ، لږ انرژي کاروي ، او کولی شي په بازار کې د چپس په پرتله د معلوماتو لوړ کثافت ولري.

3D چپس. دودیز مایکروچپس او ټرانزیسټرونه چې دوی ته ځواک ورکوي په یوه فلیټ، دوه اړخیزه الوتکه کې کار کوي، مګر د 2010 لسیزې په پیل کې، د سیمی کنډکټر شرکتونو په خپلو چپسونو کې د دریم اړخ اضافه کولو تجربه پیل کړه. د 'finFET' په نوم، دا نوي ټرانزیسټرونه یو چینل لري چې د چپ له سطحې څخه پورته کیږي، دوی ته د دوی په چینلونو کې څه پیښیږي ښه کنټرول ورکوي، دوی ته اجازه ورکوي چې نږدې 40 سلنه ګړندي وګرځي، او د نیمې انرژۍ په کارولو سره کار وکړي. په هرصورت، نیمګړتیا دا ده چې دا چپس په اوس وخت کې د تولید لپاره خورا ستونزمن (لګښت لرونکی) دي.

مګر د انفرادي ټرانزیسټرونو له بیا ډیزاین کولو هاخوا ، راتلونکي 3D چپس همدارنګه موخه دا ده چې په عمودی ډول په سټک شوي پرتونو کې کمپیوټري او ډیټا ذخیره یوځای کړئ. همدا اوس، دودیز کمپیوټرونه خپل حافظه د دې پروسیسر څخه سانتي متره لري. مګر د حافظې او پروسس کولو اجزاوو په یوځای کولو سره، دا فاصله له سانتي مترو څخه مایکرو میټرو ته راټیټیږي، د پروسس سرعت او د انرژي مصرف کې لوی پرمختګ ته وده ورکوي.

کوانټم کمپیوټري. راتلونکي ته په کتلو سره، د تصدۍ کچې کمپیوټر یوه لویه برخه کولی شي د کوانټم فزیک عجیب قوانینو لاندې کار وکړي. په هرصورت، د دې ډول کمپیوټري اهمیت له امله، موږ د دې لړۍ په پای کې خپل فصل ورکړ.

سوپر مایکروچپس ښه کاروبار نه دی

ښه، نو هغه څه چې تاسو پورته لوستل ټول ښه او ښه دي - موږ د انسان دماغ څخه وروسته ماډل شوي د انرژي اغیزمن مایکروچپس خبرې کوو چې کولی شي د رڼا په سرعت سره وګرځي - مګر خبره دا ده چې د سیمی کنډکټر چپ جوړونې صنعت نه دی. ډیر لیواله دي چې دا مفکورې په ډله ایز تولید شوي واقعیت بدل کړي.

د ټیکنالوژۍ لوی شرکتونه، لکه انټیل، سامسنګ، او AMD، دمخه د لسیزو په اوږدو کې په ملیاردونو ډالر پانګونه کړې ترڅو دودیز، سیلیکون میشته مایکروچپس تولید کړي. پورته ذکر شوي هر ډول ناول مفکورې ته لیږدول د دې معنی لري چې دا پانګه اچونه له مینځه یوسي او د نوي مایکروچپ ماډلونو تولید لپاره د نوي فابریکو په جوړولو کې ملیاردونه نور مصرف کړي چې د پلور ریکارډ صفر لري.

دا یوازې د وخت او پیسو پانګونه نه ده چې دا سیمیکمډکټر شرکتونه بیرته ساتي. د خورا پیاوړي مایکروچپس لپاره د مصرف کونکي غوښتنه هم د کمیدو په حال کې ده. د دې په اړه فکر وکړئ: د 90s او ډیری 00s په جریان کې، دا تقریبا یو ورکړل شوی و چې تاسو به په خپل کمپیوټر یا تلیفون کې تجارت وکړئ، که هر کال نه وي، نو هر کال. دا به تاسو ته اجازه درکړي د ټولو نوي سافټویرونو او غوښتنلیکونو سره وساتئ چې ستاسو د کور او کار ژوند اسانه او غوره کولو لپاره راځي. پدې ورځو کې ، تاسو څو ځله په بازار کې وروستي ډیسټاپ یا لیپ ټاپ ماډل ته اپ گریڈ کوئ؟

کله چې تاسو د خپل سمارټ فون په اړه فکر کوئ، تاسو په خپل جیب کې هغه څه لرئ چې یوازې 20 کاله دمخه به یو سوپر کمپیوټر ګڼل کیده. د بیټرۍ ژوند او حافظې په اړه د شکایتونو سربیره ، ډیری تلیفونونه چې له 2016 راهیسې پیرودل شوي په بشپړ ډول د هر ډول اپلیکیشن یا ګرځنده لوبې چلولو وړ دي ، ستاسو د SO سره د میوزیک ویډیو یا شرارتي مخکتنې سیشن چلولو ، یا ډیر څه چې تاسو یې غواړئ په خپل وسیله ترسره کړئ. تلیفون ایا تاسو واقعیا اړتیا لرئ هر کال $ 1,000 یا ډیر مصرف کړئ ترڅو دا شیان 10-15 سلنه ښه ترسره کړئ؟ ایا تاسو حتی توپیر ته پام کوئ؟

د ډیری خلکو لپاره، ځواب نه دی.

د مور د قانون راتلونکې

په تیرو کې، د سیمیک کنډکټر ټیکنالوژۍ کې د پانګونې ډیری تمویل د نظامي دفاعي لګښتونو څخه راغلی. دا بیا د مصرف کونکي بریښنایی تولید کونکو لخوا ځای په ځای شوی ، او تر 2020-2023 پورې به د نورو مایکروچپ پراختیا کې مخکښ پانګه اچونه یو ځل بیا بدله شي ، دا ځل د لاندې تخصصي صنعتونو څخه:

• د راتلونکي نسل منځپانګه. عامو خلکو ته د هولوګرافیک ، مجازی او وده شوي حقیقت وسیلو راتلونکی معرفي کول به د ډیټا سټرینګ لپاره پراخه غوښتنه رامینځته کړي ، په ځانګړي توګه لکه څنګه چې دا ټیکنالوژي د 2020 لسیزې په وروستیو کې وده کوي او شهرت ته وده ورکوي.

• کلمې دکمپیوټری. د دې لړۍ په راتلونکې برخه کې به تشریح شي.

• خپلسري موټرې. زموږ په برخه کې په بشپړ ډول تشریح شوی د ترانسپورت راتلونکی لړ.

• د شیانو انټرنیټ. زموږ کې تشریح شوی د هغه شيان د انټرنېټ زموږ په برخه کې د انټرنیټ راتلونکی لړ.

• لوی معلومات او تحلیلونه. هغه سازمانونه چې منظم ډیټا کمولو ته اړتیا لري — فکر وکړئ اردو ، فضا سپړنه ، د هوا وړاندوینې کونکي ، درمل جوړونکي ، لوژستیک او نور. به د مخ په زیاتیدونکي ځواکمن کمپیوټرونو غوښتنې ته دوام ورکړي ترڅو د دوی راټول شوي ډیټا تل پراخېدونکي سیټونه تحلیل کړي.

د راتلونکي نسل مایکروچپسونو کې د R&D لپاره تمویل به تل شتون ولري ، مګر پوښتنه دا ده چې ایا د مایکرو پروسیسرونو د پیچلي ډولونو لپاره د تمویل کچه اړتیا کولی شي د مور د قانون وده غوښتنې سره وساتي. د مایکروچپسونو نوي ډولونو ته د بدلولو او سوداګریز کولو لګښت ته په پام سره، د مصرف کونکي غوښتنې ورو کولو، د راتلونکي حکومت بودیجې کمښت او اقتصادي بحران سره یوځای، امکانات دا دي چې د مور قانون به د 2020 لسیزې په لومړیو کې ورو یا په لنډ وخت کې ودریږي، مخکې لدې چې د ناوخته بیرته پورته کولو څخه وروسته بیرته پورته شي. 2020، د 2030s په پیل کې.

د دې لپاره چې ولې د مور قانون به یوځل بیا سرعت غوره کړي ، ښه ، راځئ چې یوازې ووایو چې د ټربو ځواک لرونکي مایکروچپس یوازینی انقلاب نه دی چې د کمپیوټري پایپ لاین لاندې راځي. زموږ د کمپیوټر راتلونکي لړۍ کې بیا ، موږ به هغه رجحانات وپلټو چې د کلاوډ کمپیوټري ودې ته وده ورکوي.

د کمپیوټر لړۍ راتلونکی

د انسان د بیا تعریف کولو لپاره د کاروونکي انٹرفیس رامینځته کول: د کمپیوټر راتلونکي P1

د سافټویر پراختیا راتلونکی: د کمپیوټر راتلونکی P2

د ډیجیټل ذخیره کولو انقلاب: د کمپیوټر راتلونکي P3

کلاوډ کمپیوټري غیر متمرکز کیږي: د کمپیوټر راتلونکي P5

ولې هیوادونه د سترو سوپر کمپیوټرونو د جوړولو لپاره سیالي کوي؟ د کمپیوټر راتلونکی P6

د کوانټم کمپیوټرونه به څنګه نړۍ بدله کړي: د کمپیوټر راتلونکي P7