현대 컴퓨터가 오래된 컴퓨터보다 훨씬 나은 이유는 무엇입니까? 한 가지 설명은 지난 수십 년 동안 마이크로프로세싱 능력에서 엄청난 발전이 이루어졌다는 것과 관련이 있습니다. 대략 18개월마다 집적 회로에 집어넣을 수 있는 트랜지스터의 수가 두 배로 늘어납니다.
이러한 추세는 1965년 Intel 공동 창업자인 Gordon Moore에 의해 처음 발견되었으며 널리 알려져 있습니다.무어의 법칙.” 그 결과 기술이 발전하여 1조 달러 규모의 산업으로 탈바꿈했습니다. 상상할 수 없을 정도로 강력한 칩은 가정용 컴퓨터부터 자율주행 자동차, 스마트 가정에 이르기까지 모든 것에서 찾아볼 수 있습니다. 장치.
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그러나 무어의 법칙은 무한정 지속될 수는 없습니다. 하이테크 산업은 기하급수적인 성장과 디지털 기반의 "세계 종말"에 대한 이야기를 좋아할 것입니다. 희소성”이지만 부품의 크기를 지속적으로 줄이는 능력에는 물리적인 한계가 있습니다. 칩.
무어의 법칙이란 무엇입니까?
무어의 법칙은 인텔의 공동 창업자인 고든 무어가 1965년에 제시한 이론입니다. 대략 18개월마다 집적 회로에 집어넣을 수 있는 트랜지스터의 수가 두 배로 늘어난다고 나와 있습니다.”
이미 최신 칩에 탑재된 수십억 개의 트랜지스터는 인간의 눈에 보이지 않습니다. 무어의 법칙이 2050년까지 지속된다면 엔지니어는 단일 수소 원자보다 작은 구성 요소로 트랜지스터를 구축해야 합니다. 기업이 따라잡는 데 점점 더 많은 비용이 들고 있습니다. 새로운 칩을 위한 제조 공장을 건설하는 데는 수십억 달러의 비용이 듭니다.
이러한 요인으로 인해 많은 사람들은 칩의 구성 요소가 약 5나노미터만 떨어져 있는 2020년대 초에 무어의 법칙이 사라질 것이라고 예측합니다. 그 후에는 어떻게 되나요? 우리가 수십 년 전에 소유했던 동일한 Windows 95 PC를 사용하고 있는 것처럼 오늘날에도 기술 발전이 중단됩니까?
설마. 무어의 법칙이 끝난다고 해서 우리가 알고 있는 컴퓨팅 발전이 끝나는 것은 아닌 이유 7가지를 소개합니다.
무어의 법칙은 '그렇게' 끝나지 않을 것이다
내일 열역학 법칙이나 뉴턴의 세 가지 운동 법칙이 작동을 멈춘다면 우리에게 닥칠 재난을 상상해 보십시오. 무어의 법칙은 이름에도 불구하고 이런 종류의 보편적인 법칙은 아닙니다. 대신, 마이클 베이가 신작을 출시하는 경향이 있다는 사실처럼 관찰 가능한 추세입니다. 트랜스포머 여름에는 영화를 보세요. 단, 아시다시피 좋습니다.
1970년대의 Intel 8080 칩 2개(왼쪽 위), 1989년과 1992년의 Intel 486 및 Pentium(오른쪽 위), 2006년의 듀얼 코어 Xeon 프로세서 5100, 2017년의 i7 8세대.
왜 우리는 이것을 꺼내는가? 무어의 법칙은 중력을 끄는 것처럼 끝나지 않을 것이기 때문입니다. 더 이상 18개월마다 칩의 트랜지스터 수가 두 배로 늘어나지 않는다고 해서 발전이 완전히 중단된다는 의미는 아닙니다. 이는 개선 속도가 조금 더 느려진다는 것을 의미합니다.
기름처럼 상상해 보세요. 우리는 표면에서 쉽게 접근할 수 있는 것들을 얻었습니다. 이제 더 얻기 어려운 자원에 접근하기 위해 파쇄와 같은 기술을 사용해야 합니다.
더 나은 알고리즘과 소프트웨어
너무 많은 돈을 벌어서 기존 저축을 더 오래 유지하는 것에 대해 걱정할 필요가 없는 NFL이나 NBA 스타를 생각해 보십시오. 이는 무어의 법칙과 소프트웨어의 관계에 대한 약간 지저분하지만 여전히 적절한 비유입니다.
동일한 칩에서 더 많은 성능을 끌어내는 것이 훨씬 더 높은 우선순위가 될 것입니다.
아름답게 코딩된 소프트웨어가 있지만 프로그래머는 합리화에 대해 너무 많이 걱정할 필요가 없었습니다. 그들은 내년의 컴퓨터 프로세서가 그것을 실행할 수 있을 것이라는 것을 알기 때문에 해마다 덜 느리게 만드는 코드를 사용합니다. 더 나은. 그러나 무어의 법칙이 더 이상 동일한 발전을 이루지 못한다면 이 접근 방식은 더 이상 신뢰할 수 없습니다.
따라서 동일한 칩에서 더 많은 소프트웨어 성능을 짜내는 것이 훨씬 더 높은 우선순위가 될 것입니다. 속도와 효율성을 위해 이는 더 나은 알고리즘을 만드는 것을 의미합니다. 속도 외에도 사용자 경험, 모양과 느낌, 품질에 중점을 둔 더욱 우아한 소프트웨어를 의미할 것입니다.
무어의 법칙이 내일 끝나더라도 오늘날의 소프트웨어를 최적화하면 하드웨어 개선 없이도 수십 년은 아니더라도 수년 동안 성장할 수 있습니다.
더욱 특화된 칩
즉, 칩 설계자가 범용 칩의 발전 둔화를 극복할 수 있는 한 가지 방법은 대신 더욱 전문화된 프로세서를 만드는 것입니다. GPU(그래픽 처리 장치)는 이에 대한 한 가지 예일 뿐입니다. 맞춤형 특수 프로세서를 다음 용도로 사용할 수도 있습니다. 신경망, 컴퓨터 비전 자율주행차, 음성 인식, 사물 인터넷 장치.
무어의 법칙이 둔화됨에 따라 칩 제조업체는 특수 칩의 생산량을 늘릴 것입니다. 예를 들어, GPU는 이미 자율주행 자동차와 차량-인프라 네트워크의 컴퓨터 비전을 위한 원동력입니다.
이러한 특수 설계는 더 높은 수준의 와트당 성능과 같은 다양한 개선을 자랑할 수 있습니다. 이 맞춤형 악대차에 뛰어든 회사에는 시장 리더인 Intel, Google, Wave Computing, Nvidia, IBM 등이 포함됩니다.
더 나은 프로그래밍과 마찬가지로 제조 발전의 둔화로 인해 칩 설계자는 새로운 아키텍처 혁신을 꿈꿀 때 더 사려 깊어지게 됩니다.
더 이상 칩에만 국한되지 않습니다.
무어의 법칙은 컴퓨터 과학자 팀 버너스 리(Tim Berners-Lee)가 월드 와이드 웹(World Wide Web)을 발명하기 25년 전인 1960년대 중반에 탄생했습니다. 그 이후로 이론은 여전히 유효했지만, 연결된 장치 시대에는 지역화된 처리에 의존할 필요성도 줄어들었습니다. 물론, PC, 태블릿 또는 스마트 폰 장치 자체에서 처리되지만 점점 더 많은 수가 처리되지 않습니다.
클라우드 컴퓨팅을 사용하면 많은 무거운 작업을 다른 곳에서 수행할 수 있습니다.
클라우드 컴퓨팅은 대규모 컴퓨팅 문제에 대한 많은 무거운 작업을 대규모의 다른 곳에서 수행할 수 있음을 의미합니다. 일반 단일 네트워크에서 훨씬 더 많은 수의 트랜지스터를 활용하는 대규모 병렬 시스템을 사용하는 데이터 센터 컴퓨터. AI의 경우 특히 그렇습니다. 우리가 기기에서 사용하는 스마트 어시스턴트와 같은 집중적인 작업.
이 처리를 다른 곳에서 수행하고 응답이 있을 때 로컬 컴퓨터로 다시 전달함으로써 계산에 따르면 기계는 18개월마다 프로세서를 변경하지 않고도 기하급수적으로 더 똑똑해질 수 있습니다. 그래서.
새로운 재료 및 구성
실리콘 밸리라는 이름을 얻은 데는 이유가 있지만 연구자들은 실리콘 이외의 재료로 만들어질 수 있는 미래의 칩을 연구하느라 바쁘다.
예를 들어, Intel은 상향 3D로 제작된 트랜지스터를 사용하여 놀라운 작업을 수행하고 있습니다. 트랜지스터를 회로에 넣는 다양한 방법을 실험하기 위해 평평하게 놓는 대신 패턴을 사용합니다. 판자. 주기율표의 세 번째 및 다섯 번째 열의 원소를 기반으로 하는 물질과 같은 다른 물질은 더 나은 전도체이기 때문에 실리콘을 대체할 수 있습니다.
현재로서는 이들 물질이 확장 가능하거나 가격이 저렴할지는 확실하지 않지만, 기술 업계 최고의 기술과 이에 따른 인센티브 - 차세대 반도체 소재가 나올 수 있습니다. 대기 중.
양자 컴퓨팅
양자 컴퓨팅 아마도 이 목록에서 가장 "다른" 아이디어일 것입니다. 또한 두 번째로 흥미로운 일이기도 합니다. 양자 컴퓨터는 현재 실험적이고 매우 비싼 기술입니다. 트랜지스터를 기반으로 하는 우리가 알고 있는 바이너리 디지털 전자컴퓨터와는 다른 동물입니다.
데이터를 0 또는 1인 비트로 인코딩하는 대신 양자 컴퓨팅은 0, 1, 동시에 0과 1이 될 수 있는 양자 비트를 처리합니다. 짧게 말하면? 이러한 중첩은 양자 컴퓨터를 현재 기존의 주류 컴퓨터보다 훨씬 빠르고 효율적으로 만들 수 있습니다.
양자 컴퓨터를 만드는 데에는 많은 어려움이 따른다(한 가지 이유로는 엄청나게 낮은 온도를 유지해야 함). 그러나 엔지니어들이 이 문제를 해결할 수 있다면 우리는 고든 무어(Gordon Moore)의 머리를 어지럽힐 정도로 빠른 속도로 엄청난 발전을 촉발할 수 있을 것입니다.
아직 우리가 생각하지 못하는 것들
1980년대에는 스마트폰을 예상한 사람이 거의 없었습니다. 구글이 지금처럼 거대해질 것이라는 생각이나 아마존 같은 전자상거래 웹사이트가 거대해질 것이라는 생각 최초의 1조 달러 규모 기업이 되는 길에 들어서다 1990년대 초에는 미친 소리처럼 들렸을 것이다.
요점은 컴퓨팅의 미래에 관해서 우리는 곧 무슨 일이 일어날지 정확히 안다고 주장하지 않을 것이라는 점입니다. 예, 지금 당장 양자 컴퓨팅은 무어의 법칙 이후의 큰 장기 컴퓨팅 희망처럼 보입니다. 하지만 수십 년 안에 컴퓨터가 오늘날 우리가 사용하는 컴퓨터와 완전히 다른 모습을 보일 가능성이 있습니다.
새로운 기계 구성이든, 완전히 새로운 재료로 만들어진 칩이든, 새로운 유형의 아원자 연구이든 트랜지스터를 칩에 집어넣는 새로운 방법을 개발함으로써 우리는 모든 독창성과 관련된 컴퓨팅의 미래가 다음과 같을 것이라고 믿습니다. 아-알았어.
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