中华香烟,物理学:光学计算机照亮了地平线!,牙结石

自从它们的发明以来,由于咱们添加处理器芯片上的晶体管数量的才干,核算机变卡通情侣头像得越来越快。

今日,你的智能手机比1969年美国宇航局用来将第一个登上月球的核算机快了数百万倍。它乃至超越了20世纪90中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石时代最出名的超级核算机。可是,咱们正在挨近这种电子技能的极限,现在咱们看到了一个风趣的开展:光和激光正在核算机中接纳电子产品。

处理器现在能够包含微型激光器和光探测器,因而它们能够经过小型光纤发送和接纳数据,速度远远超越咱们现在运用的铜线。一些公司乃至开发光学处理器:运用激陈某菠光和光学开关而不是电流和电子晶体管的芯片进行核算。

那么,让咱们首要细心看看为什么咱们当时的技能现已失去了动力。然后,当然,答复首要问题:你什东方航空电话么符艳朵时分能买那台光学电脑?

摩尔定律正在消亡核算中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石机运用1和0进行一切核算,晶体管是完成这一方针的小开关。当时的处理器芯片或集成电路由数十亿个晶体管组成。1965年,英特尔创始人戈登摩尔(Gordon Moore)猜测,每个芯片的晶体管数量将每两年添加一倍。这被称为摩尔定律,经过半个多世纪,它依然存在。好吧,它看起来还活着......

实践上,咱们正在快速到达这种扩展的意图。晶体管现在挨近原子的巨细,这意味着量子力学效应正成为瓶颈。构成电流的电子能够从这些细小的电子元件中随机消失,弄乱了核算。

此外,最新的技能,其间晶体管的尺度仅为5纳米,现在十分复杂,以至于它或许变得太贵重而无法改善。这种五纳米芯片技能的半导体制作工厂将于20菜花20年投入运营,现已耗资170亿美元。

计斗宝斋算机处理器芯片已到达安稳水平然传奇缔造者而,细心观察,晶体管的功能添加一向在下降。还记得曩昔,每隔几年就会有更快的电脑上市吗?从80时代的10 MHz时钟速度到90年木通七叶莲代的100 MHz和2000年的1 GHz?这现已中止了,核算机现已停留在4 GHz左右超越10年。

当然,关于智能芯片规划,例如在中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石多核处理器中运用并行处理,咱们依然能够进步功能,因而您的核算机依然能够更快婚检地作业,但这种添加的速度并不是由于晶体管本当年明月身。

而这些收益是师傅不要全文免费阅览有价值的。处理器上的一切中心都需求彼此通讯,同享使命,这会耗费很多精力。因而,芯片上和芯片之间的禾博士为什么那么廉价通讯现在占核算机总功耗的一半以上。

由于核算机无处不在,咱们的智能手机和笔记本电脑中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石,以及数据中心和互联网,这种能源耗费实践上是咱们的碳脚印。

例如,斗胆的估量是,连接到互联网的智能手机的很多运用耗费的能量与冰箱相同。令人惊奇,对吗?可是,不要忧虑您的个人电费,由于这是数据中心和网络耗费的能量。智能手机和其他可穿戴技能的数量和运用量不断添加。

不要忧虑:激光要救援

那么,咱们怎么才干下降核算机的能耗并使其更具可持续性?当咱们看到互联网时,答案就变李泽楷得明晰了。

曩昔,咱们运用电信号经过铜线进行通讯。光纤,引导激光,彻底改动了通讯,使互联网成为现在的姿态中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石:快速并延伸到整个国际。你乃至或许有纤维一向到你的家。

咱们对下一代核算机和服万国手表务器运用相同的主意。申敏儿不再将芯片刺进带有铜线的主板上,而是运用光波导。这些能够像光纤相同引导光线,并嵌入主板中。然后运用小激光器和光电二极管来发生和津巴布韦接纳数据信号。事实上,像微软这样的公司现已在考虑将这种办法用于他们的云服务器。

光学芯片现已成为实践现在我知道你现在在想什么:

“但等一下,这些芯片将怎么经过光线彼此通讯?它们不是为了发生电流而构建的吗?”

对,他们是。或许,至少,他们是。但风趣的是,硅芯片能够习惯包含光的发射器和接纳器以及晶体管。

研讨人员从技能的美国麻省理工学院现已完成了这一点,现在现已开了一家公司(Ayar实验室)的技能商业化。

在丹麦的奥胡斯大学,咱们正在考虑更进一步:假如芯片能够经过光学方法彼此通讯,运用激光,芯片之间的通讯 - 中心和晶体管之间的通讯- 是否会获益于光学器材?

咱们正是这样做的。经过与欧洲各地的协作伙伴协作,咱们正在研卜卦究是否能够经过运用集成在芯片上的激光写入位和字节来制作更节能的存储器。这是一项十分探索性的研讨,但假如咱们成功,它或许早在2030年就会改动未来的芯片技能。

未来:五年内出售光学电脑?到目前为止一向很好,但中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石有一点需求留意:虽然光学系统在通讯方面优于电子设备,但它们并不合适实践进行核算。至少,中华卷烟,物理学:光学核算机照亮了地平线!,牙结石当咱们以为二进制1和0时。

在这里,人类大脑或许会持有解决方案。咱们不以二进制的方法考虑。咱们的大脑不是数字化的,而是仿照的,它一向在进行计汇包网算。

核算机工程师现在意识到重楼这种相似物或相似大脑的核算的潜力,并发明了神经形状核算的新领域,他们企图仿照人类大脑怎么运用电子芯片作业。事实证明,光学是这种新的相似大脑的核算方法的绝佳挑选。