Czym jest prawo Moore'a w kategoriach Metaverse i Nono Technology

Transformacja Metaverse nie dotyczy wirtualnej rzeczywistości, ulepszonych gier ani NFT: chodzi o zmianę paradygmatu podstawowych zasad ekonomicznych. Twój łańcuch wartości zostanie odwrócony do góry nogami w tej nowej normalności dzięki technologicznym podstawom Web 3.0. Twoja firma musi szybko przystosować się do nowej normalności, jeśli chcesz w pełni z niej skorzystać.

Popularny temat Metaverse to duży temat na całym świecie, jak być może już wiesz. Został on niedawno wymieniony jako jeden z pięciu najważniejszych pojawiających się trendów i technologii na rok 2022 przez firmę Gartner. Jak wynika z GlobalData, fraza „metaverse” była omawiana przez 40% więcej korporacji w ich dokumentach w pierwszych kwartałach 2022 r. w porównaniu z końcem 2021 r. Ludzie zwykle zastanawiają się „Kto zasila Metaverse?” Odpowiedzią jest prawo Moore'a

Jak narodziło się Prawo Moore'a?

Dzięki produkcji układów scalonych i płytek PCB (płytek drukowanych), które są niezbędne do działania komputerów, firma Intel przyczyniła się do wiodącej i pionierskiej pozycji w dziedzinie inżynierii komputerowej. Liderzy branży półprzewodników przewidywali, że z biegiem czasu komputery staną się bardziej wyrafinowane. W szczególności Gordon Moore, współzałożyciel firmy Intel, przewidział, że każdego roku dwa razy więcej tranzystorów będzie w stanie zmieścić się w chipach komputerowych ze względu na zmniejszanie się rozmiaru obwodów do skali nanometrowej (pozwalając na składanie układów scalonych z więcej tranzystorów, co skutkuje wydajniejszymi systemami komputerowymi). W ten sposób powstało prawo Moore'a.

Czym jest Prawo Moore'a w prostych słowach?

Prawo Moore'a mówi, że liczba tranzystorów w mikroprocesorze podwaja się co dwa lata. Prawo obiecuje, że z tego powodu możemy spodziewać się wzrostu szybkości i możliwości naszych komputerów co 2 lata, a więc zapłacimy za nie mniej.

Inna przesłanka prawa Moore'a głosi, że ten wzrost jest wykładniczy. Gordon Moore, współzałożyciel i były dyrektor generalny firmy Intel, jest uznawany za twórcę prawa. W 1965 roku Gordon E. Moore — współzałożyciel firmy Intel (INTC) — postulował, że liczba tranzystorów, które można umieścić w danej jednostce powierzchni, podwaja się mniej więcej co dwa lata. Prognoza została skorygowana po 1975 roku do podwojenia tranzystora co dwa lata.

Inżynierowie byli w stanie konsekwentnie produkować systemy/układy komputerowe z dwukrotnie większą liczbą tranzystorów, co doprowadziło do opracowania szeregu bardziej wyrafinowanych technologii, w tym przetwarzania w chmurze, technologii noszenia, technologii mobilnej, inteligentnej technologii, szybszych procesorów i bardziej wytrzymałych komputerów. Aby stworzyć bardziej wydajne systemy nanotechnologiczne, inżynierowie byli w stanie zmniejszyć rozmiar tranzystorów z milimetrów do nanometrów. Inżynierowie nie są w stanie przesuwać limitu mniejszych tranzystorów, w wyniku czego systemy komputerowe mogły osiągnąć swój limit pojemności i mocy tranzystorów. Jednak wyczyny w fizyce i inżynierii próbowano przesunąć do granic możliwości, a większy autorytet skutkuje większymi zasobami i większymi możliwościami wykonywania zaawansowanych zadań za pomocą komputerów. Dlatego liderzy branży twierdzą, że Prawo Moore'a i Metaverse upadnie, a komputery nie będą już miały o wiele więcej tranzystorów rocznie.

Co to jest przykład prawa Moore'a? Jaki wkład wniósł?

Prawo Moore'a to w zasadzie oszacowanie przewidujące szybki rozwój coraz bardziej złożonej technologii i ewolucję tranzystorów. Służył jako strategiczny krok milowy, który umożliwił większym firmom zaplanowanie przyjęcia technologii, które mogłyby zyskać na potężniejszych systemach komputerowych. Wraz z wprowadzeniem potężniejszych komputerów, konsol do gier, centrów danych w chmurze i stacji roboczych, Prawo Moore'a zmieniło sposób działania użytkowników końcowych i firm. Doprowadziło to do zmian w planach strategicznych (w przypadku przedsiębiorstw), zwiększenia wydajności, a nawet stworzenia nowych systemów i aplikacji, które skorzystały z większej mocy obliczeniowej (w przypadku konsumentów).

Ponadto w wyniku prawa Moore'a pojawiły się całe firmy, w tym małe technologie do noszenia, gadżety Internetu rzeczy, inteligentna technologia i solidne systemy chmurowe, których obwody zawierają niewiarygodną liczbę tranzystorów i umożliwiają niespotykane wcześniej możliwości obliczeniowe z Prawo Moore'a i Metaverse. Takie talenty przyczyniły się do budowania firm zajmujących się analizą dużych zbiorów danych, analizą biznesową, a nawet sztuczną inteligencją w świecie MŚP i większych przedsiębiorstw.

Jak kończy się prawo Moore'a?

Prawo Moore'a, przewidujące ewolucję solidniejszych sieci komputerowych, dobiega końca po prostu dlatego, że naukowcy nie są w stanie produkować urządzeń z mniejszymi tranzystorami. Chipy komputerowe wymagają umieszczenia w nich nowych struktur rozwojowych, aby były równie wydajne, jeśli ma być zastosowanych więcej neuronów. Chociaż uważa się, że rozwój komputerów o większej mocy jest najważniejszym elementem systemu komputerowego, efektywność energetyczna i żywotność urządzeń są równie istotne, co wymaga wydajniejszego wykorzystania dużej liczby tranzystorów, zwłaszcza w przypadku dużych centrów danych w chmurze, które obsługują znaczną część internetowych aplikacji internetowych.

Co będzie dalej?

Duże firmy produkujące układy scalone, takie jak Intel, opóźniały w przeszłości dystrybucję mniejszych tranzystorów i pozwalały na dłuższy odstęp czasu między ich generacjami układów scalonych. Innymi słowy, producenci półprzewodników ograniczają swoje plany rozwoju i wdrażania chipów. Strategiczne plany działania, które są powiązane z prawem Moore'a i przewidywanym wprowadzeniem trwalszych systemów komputerowych w nadchodzących latach, są również odrzucane przez kierownictwo branży. Jednak te szacunki dotyczące bardziej odpornych systemów komputerowych opierają się na szacunkach, które ucieleśnia prawo Moore'a. Prawo Moore'a, który napędza Metaverse, nie trwało wiecznie, więc producenci nadal będą tworzyć komputery, które są fizycznie potężniejsze - po prostu nie będą robić tego tak szybko.

Nanotechnologia w celu wzmocnienia prawa Moore'a

Nanotechnologia może być przełomem w umożliwieniu przemysłowi półprzewodnikowemu upchania większej szybkości i mocy w maleńkich mikroczipach, jednocześnie czyniąc je bardziej energooszczędnymi i tańszymi w produkcji. Przemysł półprzewodników stara się stworzyć technologię litograficzną dla cech mniejszych niż 22 nm i zbadać nowe klasy tranzystorów, które wykorzystują nanodruty krzemowe lub nanorurki węglowe, jak już omówiliśmy w tej pracy. Zasadniczo najbardziej znanymi sposobami włączenia nanotechnologii do prawa Moore'a są:

1. Mała płytka drukowana rusztowania DNA.

Wartość tej metody wynika z faktu, że strategicznie rozmieszczone nanostruktury DNA mogą działać jak rusztowania lub małe płytki drukowane do precyzyjnego montażu części, takich jak nanorurki węglowe, nanoprzewody i nanocząsteczki, w rozmiarach znacznie mniejszych niż te, które umożliwiają tradycyjne półprzewodniki metody wytwarzania. Daje to perspektywę budowania funkcjonujących urządzeń, które można zintegrować z większymi strukturami, a także umożliwia badanie macierzy nanostruktur o określonych współrzędnych.

2. Trójwymiarowy tranzystor trójbramkowy.

Projekt tranzystora Intel 3D zadebiutował w 2011 roku wraz z mikroarchitekturą Ivy Bridge. Projekt Tri-Gate jest określany jako 3D, ponieważ bramka owija się wokół podwyższonych kanałów od źródła do drenażu, zwanych „płetwami”, zamiast żyć na górze kanału w standardowym projekcie planarnym 2D. Dodatkowo zastosowano liczne płetwy, które dają większą kontrolę nad każdym etapem.

3. Spintronika.

Dziedzina spintroniki, powszechnie nazywana elektroniką spinową, to badanie wrodzonego spinu elektronu, jego momentu magnetycznego i podstawowego ładunku elektronicznego w urządzeniach półprzewodnikowych. Spintronika to kufer na określenie elektroniki transportu spinowego. Sprzężenie ładunku spinowego w układach metalicznych jest przedmiotem dziedziny spintroniki; multiferroics zajmuje się porównywalnymi procesami w izolatorach. Systemy spintroniczne są najczęściej realizowane w rozcieńczonych półprzewodnikach magnetycznych (DMS) i stopach Heuslera, które są szczególnie interesujące w obszarze obliczeń kwantowych i obliczeń neuromorficznych.

4. Tranzystor jednoatomowy

• Przewodniczący Jednostki Badawczej
• Jednostka Badawcza: Mikroskopia Sonda Skanująca i Nanolitografia
• Pokój: 0-124 lub 6-12 c/o Instytut Fizyki Stosowanej (APH), Campus Sud, Bldg. 30.23
• Jednostka Badawcza Schimmel

Tranzystor jednoatomowy to urządzenie, które może otwierać i zatrzymywać obwód elektryczny poprzez kontrolowaną i odwracalną zmianę położenia pojedynczego atomu. Tranzystor jednoatomowy został zaprojektowany i po raz pierwszy zademonstrowany w 2004 roku przez prof. Thomasa Schimmela i jego grupę naukowców z Instytutu Technologii w Karlsruhe. Pojedynczy atom srebra jest odwracalnie wpychany i wypychany z maleńkiego złącza za pomocą niewielkiego napięcia wyjściowego przyłożonego do elektrody sterującej, tak zwanej elektrody bramki, zamykając i otwierając w ten sposób styk elektryczny.

5. Nanorurki węglowe (CNT).

Nanorurki węglowe (CNT) to cylindryczne cząsteczki wykonane z arkuszy jednowarstwowych atomów węgla, które zostały zwinięte (grafen). Mogą być jednościenne (SWCNT), o średnicy 1 nanometra (nm) lub wielościenne (MWCNT), składające się z wielu koncentrycznie połączonych ze sobą nanorurek, których rozmiary sięgają ponad 100 nm. Ich długość może dochodzić do wielu mikrometrów, a nawet milimetrów.

Przyszłość nanotechnologii we wzmacnianiu prawa Moore'a

Teraz, gdy już wiesz, kto napędza Metaverse, lepiej się zastanów! Ustalenie, czy prawo Moore'a i Metaverse mają górną granicę, zależy od przyszłego rozwoju elektroniki, materiałoznawstwa i fizyki. Przepowiednia Moore'a już w 1965 roku wskazuje, że jest on nowatorskim technicznym wizjonerem, który dyskretnie poprowadził rewolucję krzemową za pomocą swojego prawa. Przewidujemy, że obecnie rozpoznane bariery prawa Moore'a zostaną wzmocnione przez potencjalne przyszłe nanotechnologie.