의심할 여지 없이 우리의 현대 생활은 컴퓨터에 의존하고 컴퓨터는 실리콘 기반 프로세서 칩에 의존합니다. 컴퓨터는 더 나은 처리 능력으로 인해 시간이 지남에 따라 계속해서 개선됩니다.
무어의 법칙은 컴퓨터 칩이 더 빨라지고 에너지 효율적이며 예측 가능한 속도로 생산하기가 더 저렴하다는 관찰입니다. 약 18개월마다 실리콘 칩에 배치되는 트랜지스터의 수는 두 배가 됩니다. 새로운 세대의 컴퓨터 칩은 이전보다 성능 향상이 더 적습니다.
무어의 법칙은 뉴턴의 운동 3법칙과 같은 법칙이 아닙니다. 대신 칩 제조 산업에서 무슨 일이 일어나고 있는지 관찰한 것입니다.
무어의 법칙은 끝날 것이다. 더 이상 단일 실리콘 칩에 더 이상 프로세서를 장착할 수 없는 때가 올 것입니다. 실리콘 칩은 성능과 효율성 면에서 정점에 도달한 것 같습니다. 종료되면 실리콘 칩은 더 이상 추가 트랜지스터를 수용할 수 없습니다. 그러나 새로운 컴퓨터와 기술에는 더 강력하고 민첩한 프로세서가 필요합니다.
일부 사람들은 최소한 2025년까지 무어의 법칙 스타일의 속도 향상이 있을 수 있다고 생각하지만 실행 가능한 대체품이 준비되기 전에 무어의 법칙이 끝날 위험이 있으므로 오늘날 실리콘 기반 컴퓨팅의 대안을 모색해야 합니다. .
양자 컴퓨팅
양자 컴퓨팅은 양자 물리학의 힘을 사용하여 아원자 입자의 힘을 활용합니다. 현재로서는 상상할 수 없는 "큐비트"가 제공하는 처리 능력과 속도를 제공할 것입니다.
현재 양자 컴퓨팅의 주요 문제는 이 개념으로 작업하는 사람들이 기존의 실리콘 기반 기술을 사용하여 작업이 이미 완료되는 속도를 아직 넘어서지 못했다는 것입니다. 그 속도는 도달할 수 없는 상태로 남아 있습니다.
그래핀 및 탄소 나노튜브
그래핀은 지구상에서 가장 강한 물질로 여겨지는 탄소 원자의 단일 층입니다. 강철보다 200배 더 강하지만 원래 길이의 20~25%를 더 늘릴 수 있을 만큼 충분히 신축성이 있습니다. 그것은 매우 가볍고 다른 알려진 재료보다 열과 전기를 잘 전도합니다. 그래핀은 탄소로 이루어져 있기 때문에 매우 풍부하지만 상업적 생산이 가능해지기까지는 몇 년이 걸릴 수 있습니다.
그래핀은 스위치로 사용할 수 없습니다. 실리콘 반도체는 전류로 켜고 끌 수 있지만 그래핀은 그러지 못하기 때문에 그래핀을 사용하면 컴퓨터를 끌 수 없게 된다.
그래핀이 실리콘 칩을 대체할 수 있다면 폴더블 노트북, 번개처럼 빠른 트랜지스터, 깨지지 않는 휴대폰과 같은 기술의 가능성을 봅니다.
나노자기 논리
NML은 나노자석 배열에 의존합니다. 이 자석의 크기는 수 나노미터에서 수백 나노미터까지 다양합니다. 나노자석은 실리콘처럼 작동하지만 그 대신 이진 코드를 생성하기 위해 자화의 전환에 의존합니다. 쌍극자 대 쌍극자 상호작용(자석의 북극과 남극 사이의 상호작용)을 이용해 데이터를 전송하며, 전기가 필요하지 않기 때문에 적은 양의 전력만 소모하면 된다.
콜드 컴퓨팅
이것이 반드시 새로운 기술은 아니지만 제조업체가 무어의 법칙의 수명을 연장하는 방법으로 보는 개념입니다. 칩의 온도를 낮추면 전류 누출이 줄어듭니다. 그 추운 온도는 트랜지스터가 스위칭하는 임계 전압을 감소시킬 것입니다. 콜드 컴퓨팅을 사용하면 메모리 성능과 성능을 4년에서 10년 동안 추가로 확장할 수 있습니다.
화합물 반도체
2개 이상의 요소로 생성된 반도체는 실리콘 단독보다 더 빠르고 효율적입니다. 이러한 반도체는 이미 사용 가능하며 곧 5G 및 6G 휴대폰에 적용되어 더 빠른 속도, 더 작은 크기 및 더 나은 배터리 수명을 제공할 것입니다.
원자
기술은 우리가 원자 수준까지 물질을 조작할 수 있는 곳으로 발전했습니다. 칩 기술도 예외는 아닙니다. IBM은 단일 원자에 데이터를 저장할 수 있는 방법을 고안했습니다. 오늘날 단일 1 또는 0을 저장하려면 100,000개의 원자가 필요합니다.
원자는 본질적으로 불안정하므로 이것이 실행 가능한 옵션이 되려면 오류 수정과 같은 것에 대한 더 많은 논리가 필요합니다.
어떤 교체 가능성이 가장 높습니까?
화합물 반도체는 오늘날 실행 가능한 실리콘 기반 프로세서의 유일한 옵션입니다. 그 외에도 현재 가장 유망해 보이는 기술은 나노자기 컴퓨팅의 활용이다. 또한 미래의 컴퓨터에는 서로의 단점을 상쇄하기 위해 다양한 기술 레이어가 포함될 수도 있습니다. 그러나 현재로서는 누구도 미래의 컴퓨터가 어떤 모습일지 정확하게 예측할 수 없습니다.