आधुनिक कंप्यूटर पुराने कंप्यूटरों से इतने बेहतर क्यों हैं? एक स्पष्टीकरण पिछले कई दशकों में माइक्रोप्रोसेसिंग पावर में हुई भारी संख्या में प्रगति से संबंधित है। लगभग हर 18 महीने में, एक एकीकृत सर्किट पर लगाए जा सकने वाले ट्रांजिस्टर की संख्या दोगुनी हो जाती है।
इस प्रवृत्ति को पहली बार 1965 में इंटेल के सह-संस्थापक गॉर्डन मूर द्वारा देखा गया था, और इसे लोकप्रिय रूप से "" के रूप में जाना जाता है।मूर की विधि।” परिणामों ने प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाया है और इसे एक ट्रिलियन डॉलर के उद्योग में बदल दिया है अकल्पनीय रूप से शक्तिशाली चिप्स घरेलू कंप्यूटर से लेकर स्वायत्त कारों से लेकर स्मार्ट घरेलू तक हर चीज में पाए जा सकते हैं उपकरण।
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लेकिन मूर का कानून अनिश्चित काल तक चलने में सक्षम नहीं हो सकता है। उच्च तकनीक उद्योग को घातीय वृद्धि और डिजिटल रूप से संचालित "अंत" की बात पसंद आ सकती है कमी," लेकिन घटकों के आकार को लगातार छोटा करने की क्षमता की भौतिक सीमाएँ हैं एक टुकड़ा।
मूर का नियम क्या है?
मूर का नियम 1965 में इंटेल के सह-संस्थापक गॉर्डन मूर द्वारा बनाया गया एक अवलोकन है। इसमें कहा गया है कि लगभग हर 18 महीने में, एक एकीकृत सर्किट पर लगाए जा सकने वाले ट्रांजिस्टर की संख्या दोगुनी हो जाती है।
नवीनतम चिप्स पर पहले से ही अरबों ट्रांजिस्टर मानव आंखों के लिए अदृश्य हैं। यदि मूर का नियम 2050 तक जारी रहता है, तो इंजीनियरों को ऐसे घटकों से ट्रांजिस्टर बनाना होगा जो हाइड्रोजन के एक परमाणु से भी छोटे हों। कंपनियों के लिए इसे बरकरार रखना भी महंगा होता जा रहा है। नए चिप्स के लिए निर्माण संयंत्र बनाने में अरबों की लागत आती है।
इन कारकों के परिणामस्वरूप, कई लोगों का अनुमान है कि मूर का नियम 2020 की शुरुआत में कुछ समय के लिए समाप्त हो जाएगा, जब चिप्स में ऐसे घटक होते हैं जो केवल 5 नैनोमीटर के आसपास होते हैं। उसके बाद क्या होता है? क्या तकनीकी प्रगति रुक गई है, जैसे कि हम आज उसी विंडोज 95 पीसी का उपयोग कर रहे हैं जो हमारे पास कुछ दशक पहले था?
ज़रूरी नहीं। यहां सात कारण बताए गए हैं कि क्यों मूर के नियम के अंत का मतलब कंप्यूटिंग प्रगति का अंत नहीं होगा जैसा कि हम जानते हैं।
मूर का नियम 'ऐसे ही' समाप्त नहीं होगा
उस आपदा की कल्पना करें जो कल हमारे ऊपर होगी, यदि थर्मोडायनामिक्स का नियम या न्यूटन के गति के तीन नियम काम करना बंद कर दें। मूर का नियम, अपने नाम के बावजूद, इस प्रकार का सार्वभौमिक कानून नहीं है। इसके बजाय, यह इस तथ्य की तरह एक अवलोकनीय प्रवृत्ति है कि माइकल बे एक नया रिलीज़ करता है ट्रान्सफ़ॉर्मर गर्मियों में फिल्म - सिवाय इसके कि, आप जानते हैं, अच्छा है।
1970 के दशक के दो इंटेल 8080 चिप्स (ऊपर-बाएं), 1989 और 1992 के इंटेल 486 और पेंटियम (ऊपर-दाएं), 2006 से डुअल-कोर ज़ीऑन प्रोसेसर 5100, और 2017 से i7 8वीं पीढ़ी।
हम इसे क्यों लाते हैं? क्योंकि मूर का नियम किसी के गुरुत्वाकर्षण बंद करने की तरह समाप्त नहीं होने वाला है। सिर्फ इसलिए कि अब हमारे पास हर 18 महीने में एक चिप पर ट्रांजिस्टर को दोगुना करने की सुविधा नहीं है, इसका मतलब यह नहीं है कि प्रगति पूरी तरह से रुक जाएगी। इसका मतलब सिर्फ इतना है कि सुधार की गति थोड़ी धीमी होगी.
इसे तेल की तरह चित्रित करें। हमें सतह पर आसानी से पहुंचने वाली सामग्री मिल गई है, अब हमें कठिन संसाधनों तक पहुंच हासिल करने के लिए फ्रैकिंग जैसी तकनीकों का उपयोग करने की आवश्यकता है।
बेहतर एल्गोरिदम और सॉफ्टवेयर
उन एनएफएल या एनबीए सितारों के बारे में सोचें जो इतना पैसा कमाते हैं कि उन्हें अपनी मौजूदा बचत को लंबे समय तक बनाए रखने के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। मूर के नियम और सॉफ्टवेयर के बीच संबंध के लिए यह थोड़ा गड़बड़ है, लेकिन फिर भी प्रासंगिक है।
समान चिप्स से अधिक प्रदर्शन निचोड़ना बहुत अधिक प्राथमिकता बन जाएगी।
हालाँकि वहाँ खूबसूरती से कोडित सॉफ़्टवेयर मौजूद है, लेकिन कई बार प्रोग्रामर्स को सुव्यवस्थित करने के बारे में बहुत अधिक चिंता करने की ज़रूरत नहीं होती है उनका कोड साल-दर-साल इसे कम सुस्त बनाता है क्योंकि वे जानते हैं कि अगले साल के कंप्यूटर प्रोसेसर इसे चलाने में सक्षम होंगे बेहतर। हालाँकि, यदि मूर का कानून अब उतनी प्रगति नहीं करता है, तो इस दृष्टिकोण पर अब भरोसा नहीं किया जा सकता है।
इसलिए समान चिप्स से अधिक सॉफ़्टवेयर प्रदर्शन को निचोड़ना बहुत अधिक प्राथमिकता बन जाएगी। गति और दक्षता के लिए, इसका मतलब है बेहतर एल्गोरिदम बनाना। गति से परे, उम्मीद है कि इसका मतलब उपयोगकर्ता अनुभव, रूप-रंग और गुणवत्ता पर उच्च स्तर के फोकस के साथ अधिक सुरुचिपूर्ण सॉफ़्टवेयर होगा।
भले ही मूर का नियम कल समाप्त हो जाए, फिर भी आज के सॉफ़्टवेयर का अनुकूलन हार्डवेयर सुधारों के बिना भी वर्षों, यदि दशकों नहीं, की वृद्धि प्रदान करेगा।
अधिक विशिष्ट चिप्स
जैसा कि कहा गया है, चिप डिजाइनरों के लिए सामान्य प्रयोजन चिप्स में प्रगति की धीमी गति को दूर करने का एक तरीका इसके बजाय और अधिक विशिष्ट प्रोसेसर बनाना है। ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग यूनिट (जीपीयू) इसका एक उदाहरण मात्र हैं। कस्टम विशेष प्रोसेसर का भी उपयोग किया जा सकता है तंत्रिका - तंत्र, कंप्यूटर विज़न के लिए स्व-चालित कारें, आवाज़ पहचान, और इंटरनेट ऑफ थिंग्स डिवाइस।
जैसे ही मूर का नियम धीमा होगा, चिप निर्माता विशेष चिप्स का उत्पादन बढ़ा देंगे। उदाहरण के लिए, जीपीयू पहले से ही स्वायत्त कारों और वाहन से लेकर बुनियादी ढांचे के नेटवर्क में कंप्यूटर विज़न के लिए एक प्रेरक शक्ति हैं।
ये विशेष डिज़ाइन कई प्रकार के सुधारों का दावा कर सकते हैं, जैसे प्रति वाट प्रदर्शन का उच्च स्तर। इस कस्टम बैंडवैगन पर कूदने वाली कंपनियों में मार्केट लीडर इंटेल, गूगल, वेव कंप्यूटिंग, एनवीडिया, आईबीएम और बहुत कुछ शामिल हैं।
बेहतर प्रोग्रामिंग की तरह, विनिर्माण प्रगति में मंदी चिप डिजाइनरों को नई वास्तुशिल्प सफलताओं का सपना देखने के बारे में अधिक विचारशील होने के लिए मजबूर करती है।
यह अब केवल चिप्स के बारे में नहीं है
मूर के नियम का जन्म 1960 के दशक के मध्य में हुआ था, कंप्यूटर वैज्ञानिक टिम बर्नर्स-ली द्वारा वर्ल्ड वाइड वेब का आविष्कार करने से एक चौथाई सदी पहले। हालाँकि यह सिद्धांत तब से सच है, कनेक्टेड डिवाइसों के युग में स्थानीयकृत प्रसंस्करण पर भरोसा करने की भी कम आवश्यकता है। निश्चित रूप से, आपके पीसी, टैबलेट या पर बहुत सारे फ़ंक्शन स्मार्टफोन डिवाइस पर ही संसाधित होते हैं, लेकिन बढ़ती संख्या में नहीं।
क्लाउड कंप्यूटिंग के साथ बहुत सारा भारी काम कहीं और किया जा सकता है।
क्लाउड कंप्यूटिंग का मतलब है कि बड़ी कम्प्यूटेशनल समस्याओं के लिए बहुत सारा काम बड़े पैमाने पर कहीं और किया जा सकता है डेटा केंद्र, बड़े पैमाने पर समानांतर प्रणालियों का उपयोग करते हैं जो एक नियमित एकल में कई गुना अधिक संख्या में ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं कंप्यूटर। यह ए.आई. के लिए विशेष रूप से सच है गहन कार्य, जैसे कि स्मार्ट सहायक जो हम अपने उपकरणों पर उपयोग करते हैं।
इस प्रसंस्करण को कहीं और करके, और उत्तर आपके स्थानीय मशीन पर वापस भेज दिया जाएगा गणना के अनुसार, मशीनें हर 18 महीने में अपने प्रोसेसर को बदले बिना तेजी से स्मार्ट हो सकती हैं इसलिए।
नई सामग्री और विन्यास
सिलिकॉन वैली ने अपना नाम एक कारण से कमाया, लेकिन शोधकर्ता भविष्य के चिप्स की जांच करने में व्यस्त हैं जो सिलिकॉन के अलावा अन्य सामग्रियों से बने हो सकते हैं।
उदाहरण के लिए, इंटेल ट्रांजिस्टर के साथ कुछ अद्भुत काम कर रहा है जो कि ऊपर की ओर 3डी में बनाया गया है एक सर्किट पर ट्रांजिस्टर को पैक करने के विभिन्न तरीकों के साथ प्रयोग करने के लिए फ्लैट बिछाने के बजाय पैटर्न तख़्ता। अन्य सामग्रियां, जैसे कि आवर्त सारणी के तीसरे और पांचवें स्तंभों के तत्वों पर आधारित, सिलिकॉन की जगह ले सकती हैं क्योंकि वे बेहतर संवाहक हैं।
अभी, यह स्पष्ट नहीं है कि ये पदार्थ स्केलेबल होंगे या किफायती, लेकिन संयुक्त विशेषज्ञता को देखते हुए तकनीकी उद्योग का सर्वोत्तम - और इसके साथ मिलने वाला प्रोत्साहन - अगला सेमीकंडक्टर सामग्री उपलब्ध हो सकता है इंतज़ार में।
क्वांटम कम्प्यूटिंग
क्वांटम कम्प्यूटिंग संभवतः इस सूची में सबसे "वहाँ से बाहर" विचार है। यह सबसे दूसरा सबसे रोमांचक भी है। क्वांटम कंप्यूटर अभी एक प्रायोगिक और बहुत महंगी तकनीक है। वे बाइनरी डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों से एक अलग जानवर हैं जिन्हें हम जानते हैं, जो ट्रांजिस्टर पर आधारित हैं।
डेटा को 0 या 1 बिट्स में एन्कोड करने के बजाय, क्वांटम कंप्यूटिंग क्वांटम बिट्स से संबंधित है, जो 0, 1 और एक ही समय में 0 और 1 दोनों हो सकते हैं। लंबी कहानी को छोटे में? ये सुपरपोज़िशन क्वांटम कंप्यूटरों को वर्तमान में मौजूद मुख्यधारा के कंप्यूटरों की तुलना में बहुत तेज़ और अधिक कुशल बना सकते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर बनाने में बहुत सारी चुनौतियाँ होती हैं (एक चीज़ के लिए उन्हें अविश्वसनीय रूप से ठंडा रखने की आवश्यकता होती है)। हालाँकि, यदि इंजीनियर इस समस्या का समाधान कर सकें तो हम इतनी तीव्र गति से भारी प्रगति करने में सक्षम हो सकते हैं कि गॉर्डन मूर का सिर घूम जाएगा।
वह चीज़ जिसके बारे में हम अभी तक सोच भी नहीं सकते
1980 के दशक में बहुत कम लोगों ने स्मार्टफोन की भविष्यवाणी की होगी। यह विचार कि Google बहुत बड़ी कंपनी बन जाएगी या Amazon जैसी ई-कॉमर्स वेबसाइट बन जाएगी पहली $1 ट्रिलियन कंपनी बनने की राह पर 1990 के दशक की शुरुआत में यह पागलपन जैसा लगता होगा।
मुद्दा यह है कि, जब कंप्यूटिंग के भविष्य की बात आती है, तो हम यह जानने का दावा नहीं करेंगे कि वास्तव में क्या होने वाला है। हां, अभी क्वांटम कंप्यूटिंग मूर के कानून के बाद बड़ी दीर्घकालिक कंप्यूटिंग आशा की तरह दिखती है, लेकिन संभावना है कि कुछ दशकों में कंप्यूटर उन कंप्यूटरों से पूरी तरह अलग दिखेंगे जिनका हम आज उपयोग करते हैं।
चाहे वह मशीनों का नया विन्यास हो, पूरी तरह से नई सामग्रियों से बने चिप्स हों, या नए प्रकार के उप-परमाणु अनुसंधान हों जो खुलते हैं ट्रांजिस्टर को चिप्स पर पैक करने के नए तरीकों के साथ, हमारा मानना है कि कंप्यूटिंग का भविष्य - इसमें शामिल सभी सरलता के साथ - होगा एक ठीक।
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