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摩尔定律和技术社会的终结

时间:2024-02-27 18:17:48 技术突破

  除其他因素外,由于其性能不断提高和价格下降,我们的社会发生了巨大变化。这是可能的,因为在过去的40年中,综合电路的能力?按照被称为“摩尔定律的经验规则”,每两年增加一倍。但是,已经密谋使该规则开始停止有效。这个事实将带来什么经济和社会后果?

  摩尔定律一直是自从制定以来就已经标志着技术发展的指南,尤其是自1991年以来。那一年,涉及欧洲,美国,日本,台湾和韩国的不同行业在生产综合电路或芯片的复杂过程中进行了组织。它的目标包括避免供应功能障碍以及为遵循摩尔定律的加工者开发,以便它们可以包含更多的晶体管。也就是说,该规则是由行业自我强加的。因此,它已经从1971年英特尔4004芯片中的两千多个晶体管变成了自2015年以来使用的Skylake的17亿多个。这些变化导致了计算机的规模和价格下降。,尽管计算能力飙升,促进了消费电子产品的出现,并改变了许多社会习俗。

  这是摩尔定律的终结吗?

  几年来,这个技术过程一直遇到第一个障碍。首先,有物理因素:电路产生的热量?连接的大小,只能仅限10个原子;或量子效应,因为最新一代晶体管的大小约为100个原子,并且随着它们的减少,零和零之间的状态变化,因此计算的基本单位变得复杂。此外,经济因素是由于发展成本:生产新一代芯片的一条线,耗资约70亿美元,据估计,在未来十年中,这可能会达到160亿美元。很少有制造商负担得起的投资,尤其是如果他们不能保证销售回报以维持利润。

  已经提出了一些解决这些问题来解决这些问题,其中一些问题已经实施。首先,“内部时钟的速度受到限制,以产生更少的热量,如附件图所示。同时产生了几个核心。原则上,有可能创建具有多达1,000个内核的集成电路,但是他们同时计算的任务分布变得越来越复杂。无论如何,有些任务无法适应这种类型的策略。但是将来可能会出现更多创新的解决方案:从“量子计算”中,哪个具有巨大的潜力但其自身的局限性(西班牙研究员Juan Ignacio Cirac获得了2006年Asturias of Asturias of Asturias奖?工程学,受大脑及其神经元结构的启发。还考虑了将硅的更改为?材料(例如石墨烯)或从二维纸转移到3D结构的材料。或更具创新性的东西,停止移动电子电流并使用其基本特性之一,它们的旋转,可以将其定义为它们转弯的方式。无论如何,这些策略涉及设计和生产记忆和处理器的方式发生了根本性的变化。

插图3:集成电路生产中三个关键变量的演变:每个电路的晶体管数,内部时钟速度和最大功耗被认为是安全的。图表 /来源:经济学家显示了不同一代处理器的出现时间。

  这一变化主要由大型买家,像亚马逊和Google这样的公司驱动,这使他们具有良好的影响整个过程演变的能力,以及针对用户的新应用程序的开发:基于消费电子产品的智能手机,平板电脑和游戏。但是,这也影响了所谓的“云计算”的开发,其中资源和数据在消费设备中不存在。与当前的通用芯片相比,另一个基本方面是产品专业化,例如图形的集成电路,这些通用芯片非常通用且由数亿美元制造。但是,开发成本(不包括制造业)可能远远超过数百万美元,这提出了另一个问题:为创建低需求处理器的大量投资。其他关键方面是不同元素之间的互操作性和减少能源消耗的需求,“饮酒”环境能源的极端。结果,将来会有数十亿个要素相互交流而没有人类干预。第一个例子已经在这里:一台从本身开始的洗衣机,或者在知道我们的手机或汽车的GPS的路上,在微波炉中加热的食物。

  对我们有什么影响?

  如果没有周围的电子设备以及各种小工具为我们提供的能力,我们不会构想生活。新技术的社会影响是巨大的,几年内发生了变化。然而,这项技术“流动性”可能会放慢脚步,因为它的主要驱动力之一摩尔的定律将很快停止遵循。从技术和经济的角度来看,只有有效的新解决方案才能使我们近几十年以来一直习惯的发展。

  如果是这种情况,新的习惯

  在没有直接人类干预的情况下,高科技社会和电子元世界将成为技术发展的新指南。但是,要付出代价:在此过程中,我们将失去对计算能力的控制权?而且,更糟糕的是,我们的个人数据更糟。

  大卫·巴拉多·纳瓦斯科斯(David BarradoNavascués)

  驾驶室,inta-csic

  欧洲太空天文学中心(ESAC,马德里)

  @david_barrado