Kan datamaskiner bli mindre og kraftigere?

0
226
Kan datamaskiner bli mindre og kraftigere?

Datamaskiner små som knappenåler ville nok ikke fått mange kunder. Mange eksperter mener man nå har kommet til et punkt der store forbedringer ikke er mulig.

De første datamaskinene som ble utviklet rett før andre verdenskrig var rom store maskiner designet for militær og vitenskapelig bruk. Senere har datamaskiner blitt mindre og mindre, samtidig som de radikalt har forvandlet industri, handel og underholdning. Nå spør mange seg om de  har kommet til et punkt der de ikke lenger kan bli mindre og kraftigere.

Møter veggen

Datamaskinenes fremgang er drevet av bransjens evne til kontinuerlig å innovere teknikker for å pakke økende mengder kunnskap inn i mikrochips. Miniatyr prosessorer med millioner av  transistor komponenter nær atom størrelse er ved et punkt der forbedring er vanskeligere å få til.

Chip designere står overfor grunnleggende grenser som har blitt barrierer for den fortsatte forbedringen av datamaskinens ytelse. Har vi nådd grensene for beregning? Mange eksperter mener vi står overfor et kritisk punkt i utviklingen. Begrensende faktorer i utviklingen av databehandlingssystemer blir nå ofte beskrevet i vitenskapelige miljøer. 

Veis ende

Hva er oppnåelig, og hvilke grenser står vitenskapen  overfor? I USA har National Science Foundation (NSF) i den senere tid finansiert en rekke prosjekter som alle peker på at vi kanskje er ved veis ende.

Akkurat som loven om termodynamikk under den industrielle revolusjonen, er man nå iferd med å lage lover for datamaskiner. Vi identifiserer grunnleggende lover som forklarer  grenser i den nåværende informasjonsalderen. Forskningen rundt dette viktige intellektuelle spørsmålet berører  produksjon og konstruksjon.

Nye spørsmål

Hva er disse grensene? På hvilke forutsetninger er de basert? Hvordan kan de overvinnes? Begrensninger knyttet til materialer og produksjon er umiddelbart merkbare. Krympende design fører uunngåelig til kvantefysikk og tilhørende grenser.  

Selv om de er veldig reelle, er disse grensene vanskelige å tallfeste. Men når premissene for en grense er forstått, kan hindringer for forbedring potensielt elimineres. Et slikt gjennombrudd har vært å skrive programvare for automatisk å finne, diagnostisere og fikse feil i maskinvare design.

Klare begrensninger

Fremover vil ikke silisiums-baserte mikrochips kunne opprettholde tempoet uten radikale endringer. Atomfysikk antyder spennende muligheter, men disse er langt unna dagens teknologiske grenser.

Som oppegående nettsider som lainaverkko.fi peker på er lysets hastighet veldig høy, men begrenser likevel hvor raskt data kan reise. Å reise gjennom kobbertråder og silisiums-transistorer har klare begrensninger.

Formel

En formel som viser grensene for  kommunikasjonshastighet  har vært kjent i mer enn tyve år. Dette er grunnen til at det utvikles alternativer til konvensjonelle ledninger, men i mellomtiden kan matematisk optimalisering brukes til å redusere ledningslengden ved å omorganisere transistorer og andre komponenter.

Flere viktige grenser er nådd av moderne datamaskiner. Noen kategorier beregningsoppgaver antas å være så vanskelige å løse at ingen foreslått teknologi, ikke engang kvante beregning, vil øke ytelsen marginalt. 

Nano

Når en grense nærmer seg og hindrer fremgang, er det viktig å forstå forutsetningene som er gjort for å omgå den. Chip skalering vil fortsette de neste årene, men hvert skritt fremover vil møte alvorlige hindringer, noen for kraftige til å omgå.

Hva med banebrytende teknologier? Nye teknikker og materialer kan være nyttige på flere måter og kan potensielt forbedre noe. For eksempel kan karbon nanorør transistorer øke hastigheten, redusere energiforbruket og krympe en krets. Å forstå grensene vil hjelpe oss å satse på riktige teknologier.

LEGG IGJEN EN KOMMENTAR

Vennligst skriv inn din kommentar!
Vennligst skriv inn navnet ditt her