Quando la legge di Moore finisce: 3 alternative ai chip di silicio

I computer moderni sono davvero sorprendenti, continuando a migliorare col passare degli anni. Uno dei tanti motivi per cui questo è successo è dovuto a una migliore potenza di elaborazione. Ogni 18 mesi circa, il numero di transistor che possono essere posizionati sui chip di silicio all'interno dei circuiti integrati raddoppia.

Questo è noto come Legge di Moore ed era una tendenza notata dal co-fondatore di Intel Gordon Moore nel 1965. È per questo motivo che la tecnologia è stata stimolata ad un ritmo così rapido.

Che cosa è esattamente la legge di Moore?

La legge di Moore è l'osservazione che i chip dei computer diventano più veloci e più efficienti dal punto di vista energetico, mentre diventano meno costosi da produrre. È una delle principali leggi sulla progressione dell'ingegneria elettronica ed è stata per decenni.

Un giorno, tuttavia, la legge di Moore arriverà a una "fine". Mentre ci è stata raccontata la fine imminente per diversi anni, quasi certamente si sta avvicinando alla sua fase finale nell'attuale clima tecnologico.

È vero che i processori sono costantemente più veloci, meno costosi e con più transistor. Con ogni nuova iterazione di un chip del computer, tuttavia, gli incrementi delle prestazioni sono più piccoli di quanto non fossero una volta.

Mentre le nuove Central Processing Units (CPU) sono dotate di una migliore architettura e specifiche tecniche, i miglioramenti per le attività quotidiane relative al computer si stanno riducendo e si verificano a un ritmo più lento.

Perché la legge di Moore è importante?

Quando la legge di Moore finalmente "finisce", i chip di silicio non possono ospitare transistor aggiuntivi. Ciò significa che per far avanzare ulteriormente la tecnologia e portare avanti la prossima generazione di innovazioni, sarà necessario sostituire il calcolo basato sul silicio.

Il rischio è che la legge di Moore giunga alla sua morte certa senza che ci sia un sostituto. Se ciò accadesse, il progresso tecnologico come lo conosciamo potrebbe essere fermato alla sua fine.

Potenziali sostituzioni di chip per computer in silicio

Con il progresso tecnologico che plasma il nostro mondo, l'informatica basata su silicio si sta rapidamente avvicinando al limite. La vita moderna dipende da chip semiconduttori basati su silicio che alimentano la nostra tecnologia, dai computer agli smartphone e persino alle apparecchiature mediche, e possono essere accesi e spenti.

È importante sapere che i chip basati sul silicio non sono ancora "morti" in quanto tali. Piuttosto, hanno superato il loro picco in termini di prestazioni. Ciò non significa che non dovremmo pensare a cosa può sostituirli.

I computer e la tecnologia del futuro dovranno essere più agili ed estremamente potenti. Per ottenere questo, avremo bisogno di qualcosa di molto superiore agli attuali chip per computer basati su silicio. Queste sono tre potenziali sostituzioni:

1. Quantum Computing

Google, IBM, Intel e tutta una serie di piccole start-up sono in una corsa per consegnare i primi computer quantistici . Questi computer, con la potenza della fisica quantistica, forniranno una potenza di elaborazione inimmaginabile fornita da "qubit". Questi qubit sono molto più potenti dei transistor al silicio.

Prima che il potenziale dell'informatica quantistica possa essere scatenato, tuttavia, i fisici hanno molti ostacoli da superare. Uno di questi ostacoli è dimostrare che la macchina quantistica è suprema essendo meglio a completare un compito specifico rispetto a un normale chip per computer.

2. Nanotubi di grafene e carbonio

Scoperto nel 2004, il grafene è un materiale veramente rivoluzionario che ha vinto il premio Nobel.

È estremamente forte, può condurre elettricità e calore, ha uno spessore di un atomo con una struttura reticolare esagonale ed è disponibile in abbondanza. Tuttavia, potrebbero passare anni prima che il grafene sia disponibile per la produzione commerciale.

Uno dei maggiori problemi che affliggono il grafene è il fatto che non può essere usato come interruttore. A differenza dei semiconduttori al silicio che possono essere attivati ​​o disattivati ​​da una corrente elettrica, questo genera codice binario, gli zeri e quelli che rendono i computer non funzionano.

Ciò significherebbe che i computer basati su grafene, per esempio, non potrebbero mai essere spenti.

I nanotubi di grafene e di carbonio sono ancora molto nuovi. Mentre i chip per computer basati su silicio sono stati sviluppati per decenni, la scoperta del grafene ha solo 14 anni. Se il grafene sostituirà il silicio in futuro, resta ancora molto da raggiungere.

Nonostante ciò, è indubbiamente, in teoria, il sostituto più ideale per i chip basati su silicio. Pensa a laptop pieghevoli, transistor super veloci, telefoni che non possono essere rotti. Tutto questo e molto altro è teoricamente possibile con il grafene.

3. Logica nanomagnetica

Il grafene e la computazione quantistica sembrano promettenti, ma anche i nanomagneti. I nanomagneti usano la logica nanomagnetica per trasmettere e calcolare i dati. Lo fanno usando stati di magnetizzazione bistabili che sono fissati in modo litografico all'architettura cellulare di un circuito.

La logica nanomagnetica funziona allo stesso modo dei transistor basati su silicio ma invece dell'accensione e dello spegnimento dei transistor per creare codice binario, è la commutazione degli stati di magnetizzazione che lo fanno. Usando le interazioni dipolo-dipolo – l'interazione tra il polo nord e il polo sud di ciascun magnete – questa informazione binaria può essere elaborata.

Poiché la logica nanomagnetica non si basa su una corrente elettrica, c'è un consumo energetico molto basso. Questo li rende la sostituzione ideale quando si prendono in considerazione i fattori ambientali.

Quale sostituzione del chip al silicio è più probabile?

Il calcolo quantistico, il grafene e la logica nanomagnetica sono tutti sviluppi promettenti, ciascuno con i suoi pregi e difetti.

In termini di cui si sta attualmente guidando, tuttavia, sono i nanomagneti . Dato che il calcolo quantico non è altro che una teoria e problemi pratici che affliggono il grafene, il calcolo nanomagnetico sembra essere il più promettente successore dei circuiti basati sul silicio.

C'è ancora molta strada da fare, però. La legge di Moore ei chip per computer basati sul silicio sono ancora rilevanti e potrebbero volerci decenni prima che ci sia bisogno di una sostituzione. A quel punto, chissà cosa sarà disponibile . Potrebbe essere il caso che la tecnologia che sostituirà gli attuali chip per computer sia ancora da scoprire.

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