Açık olan bir şey var - CPU eskisi gibi olmayacak. Daha iyi olmayacak, farklı olacak. Modern teknoloji söz konusu olduğunda, zaman gerçekten çok hızlı akıyor. Merkezi işlem birimini düşünürseniz, muhtemelen AMD veya Intel'in yarattıklarından birini hayal edeceksiniz.
CPU bugün göründüğü haline gelmek için birçok dönüşüm geçirdi. Karşılaştığı ilk büyük zorluk, performans savaşının tüm hızıyla devam ettiği 2000'li yılların başına kadar uzanıyor.
O zamanlar ana rakipler AMD ve Intel'di. İlk başta, ikisi saat hızını artırmak için mücadele etti. Bu oldukça uzun sürdü ve fazla çaba gerektirmedi. Ancak fizik yasaları nedeniyle bu hızlı büyüme sona ermeye mahkum edildi.
Moore Yasasına göre, bir çip üzerindeki transistör sayısı her 24 ayda iki katına çıkacaktı. Daha fazla transistör barındırmak için işlemcilerin küçülmesi gerekiyordu. Kesinlikle daha iyi performans anlamına gelir. Bununla birlikte, sıcaklıkta ortaya çıkan artış, büyük ölçüde soğutma gerektirecektir. Bu nedenle hız yarışı, fizik kanunlarına karşı mücadele haline geldi.
Çözümün ortaya çıkması uzun sürmedi. Üreticiler, saat hızlarını artırmak yerine, her çekirdeğin aynı saat hızına sahip olduğu çok çekirdekli yongalar tanıttı. Bu sayede bilgisayarlar aynı anda birden fazla görevi yerine getirmede daha etkili olabilir.
Strateji sonuçta galip geldi, ancak dezavantajları da vardı. Birden çok çekirdeğin tanıtılması, geliştiricilerin farklı algoritmalar bulmasını gerektirdi, böylece gelişmeler fark edilebilirdi. Bu, CPU performansının her zaman en önemli özelliklerden biri olduğu oyun endüstrisinde her zaman kolay olmadı.
Başka bir sorun da, ne kadar çok çekirdeğe sahip olursanız, onları çalıştırmanın o kadar zor olmasıdır. Tüm çekirdeklerle iyi çalışacak uygun bir kod bulmak da zordur. Aslında, 150 GHz'lik tek çekirdekli bir birim geliştirmek mümkün olsaydı, mükemmel bir makine olurdu. Bununla birlikte, silikon çipler, fizik yasaları nedeniyle bu kadar hızlı ayarlanamaz.
Kuantum Hesaplama
Kuantum hesaplama, kuantum fiziğine ve atom altı parçacıkların gücüne dayanır. Bu teknolojiye dayalı makineler, evlerimizde bulunanlardan çok farklı. Örneğin, geleneksel bilgisayarlar bitleri ve baytları kullanırken, kuantum makineleri tamamen kübitlerin kullanımıyla ilgilidir. İki bayt şunlardan yalnızca birine sahip olabilir: 0-0, 0-1, 1-0 veya 1-1. Qubit'ler hepsini aynı anda depolayabilir, bu da kuantum bilgisayarların çok büyük miktarda veriyi aynı anda işlemesine izin verir.
Kuantum elektroniği hakkında bilmeniz gereken bir şey daha var, yani kuantum dolanıklığı. Mesele şu ki, kuantum parçacıkları çiftler halinde var. Bir parçacık belirli bir şekilde tepki verirse, diğeri de aynı şeyi yapar. Bu özellik, ordu tarafından standart radarın yerini alma girişimlerinde bir süredir kullanılmaktadır. . İki parçacığın biri gökyüzüne gönderilir ve bir cisimle etkileşime girerse, onun 'yer temelli' karşılığı da tepki verir.
Kuantum teknolojisi, muazzam miktarda bilgiyi işlemek için de kullanılabilir. Geleneksel bilgisayarların aksine, kübit tabanlı bilgisayarlar verileri binlerce kat daha hızlı işler. Bunun dışında, karmaşık senaryoları tahmin etmek ve modellemek, kuantum bilgisayarların da üstün olduğu yerlerdir. Çeşitli ortamları ve sonuçları modelleme yeteneğine sahiptirler ve bu nedenle fizikte, kimyada, eczacılıkta, hava tahminlerinde vb. Yaygın olarak kullanılabilirler.
Ancak bazı dezavantajlar da var. Bu tür bilgisayarlar bugünlerde pek kullanılmıyor ve yalnızca belirli amaçlara hizmet edebiliyor. Bunun temel nedeni, özel laboratuvar ekipmanı gerektirmeleri ve çalıştırılmaları çok pahalı olmasıdır.
Kuantum bilgisayarın geliştirilmesiyle bağlantılı başka bir konu daha var. Silikon yongaların bugün çalışabileceği en yüksek hız, kuantum teknolojilerini test etmek için gerekli olandan çok daha düşük.
Grafen Bilgisayarlar
2004 yılında keşfedilen grafen , elektronikte yeni bir araştırma dalgasına yol açtı. Bu süper etkili malzeme, bilgisayarın geleceği olmasını sağlayacak birkaç özelliğe sahiptir.
Birincisi, bakır da dahil olmak üzere elektronikte kullanılan diğer herhangi bir iletkenden daha hızlı ısı iletme yeteneğine sahiptir. Ayrıca silikondan iki yüz kat daha hızlı elektrik taşıyabilir.
En yüksek saat hızına sahip silikon tabanlı çipler 3-4 GHz'e kadar çalışabilir. Bu rakam, hız yarışının silikonun fiziksel özelliklerine meydan okuduğu ve bunları sınıra getirdiği 2005 yılından bu yana değişmedi. O zamandan beri bilim adamları, silikon çiplerin sağlayabileceği maksimum saat hızının üstesinden gelmemize izin verebilecek bir çözüm arıyorlar. İşte o zaman grafenin keşfi yapıldı.
Bilim adamları grafen sayesinde silikon çiplerinkinden bin kat daha yüksek bir hıza ulaşmayı başardılar. Grafen tabanlı CPU'ların silikon muadillerine göre yüz kat daha az enerji tükettiği ortaya çıktı. Üstelik, bunlara sahip cihazların daha küçük boyuta ve daha fazla işlevselliğine de izin veriyorlar.
Bugün, bu bilgi işlem sisteminin gerçek bir prototipi yok. Hala sadece kağıt üzerinde var. Ancak bilim adamları, bilgi işlem dünyasında devrim yaratacak gerçek bir model bulmak için mücadele ediyorlar.
Bununla birlikte, bir dezavantaj var. Silikon, sadece elektriği taşıyabilen değil, aynı zamanda tutabilen iyi bir yarı iletken görevi görür. Öte yandan grafen, elektriği süper yüksek hızda taşıyan ancak yükü tutamayan bir 'süper iletken'tir.
Hepimizin iyi bildiği gibi, ikili sistem, ihtiyaç duyduğumuzda transistörlerin açılıp kapanmasını gerektirir. Daha sonra kullanmak üzere bazı verileri kaydetmek için sistemin bir sinyali tutmasını sağlar. Örneğin, RAM yongalarının sinyali tutması çok önemlidir. Aksi takdirde programlarımız açtıkları anda kapanacaktı.
Grafen, 'açık' ve 'kapalı' sinyaller arasında neredeyse hiç zaman kalmayacak kadar hızlı elektrik taşıdığı için sinyalleri tutamıyor. Bilgisayarda grafen tabanlı teknolojilere yer olmadığı anlamına gelmez. Yine de en yüksek hızda veri sağlamak için kullanılabilirler ve başka bir teknoloji ile birleştirilirlerse muhtemelen yongalarda kullanılabilirler.
Kuantum ve grafen teknolojilerinin yanı sıra , CPU'nun gelecekte geliştirilmesinin başka yolları da var . Yine de hiçbiri bu ikisinden daha gerçekçi görünmüyor.
Kaynak : CPU'nun evrimi: Önümüzdeki 10 yıl içinde işlemcilerin geleceği
CPU bugün göründüğü haline gelmek için birçok dönüşüm geçirdi. Karşılaştığı ilk büyük zorluk, performans savaşının tüm hızıyla devam ettiği 2000'li yılların başına kadar uzanıyor.
O zamanlar ana rakipler AMD ve Intel'di. İlk başta, ikisi saat hızını artırmak için mücadele etti. Bu oldukça uzun sürdü ve fazla çaba gerektirmedi. Ancak fizik yasaları nedeniyle bu hızlı büyüme sona ermeye mahkum edildi.
Moore Yasasına göre, bir çip üzerindeki transistör sayısı her 24 ayda iki katına çıkacaktı. Daha fazla transistör barındırmak için işlemcilerin küçülmesi gerekiyordu. Kesinlikle daha iyi performans anlamına gelir. Bununla birlikte, sıcaklıkta ortaya çıkan artış, büyük ölçüde soğutma gerektirecektir. Bu nedenle hız yarışı, fizik kanunlarına karşı mücadele haline geldi.
Çözümün ortaya çıkması uzun sürmedi. Üreticiler, saat hızlarını artırmak yerine, her çekirdeğin aynı saat hızına sahip olduğu çok çekirdekli yongalar tanıttı. Bu sayede bilgisayarlar aynı anda birden fazla görevi yerine getirmede daha etkili olabilir.
Strateji sonuçta galip geldi, ancak dezavantajları da vardı. Birden çok çekirdeğin tanıtılması, geliştiricilerin farklı algoritmalar bulmasını gerektirdi, böylece gelişmeler fark edilebilirdi. Bu, CPU performansının her zaman en önemli özelliklerden biri olduğu oyun endüstrisinde her zaman kolay olmadı.
Başka bir sorun da, ne kadar çok çekirdeğe sahip olursanız, onları çalıştırmanın o kadar zor olmasıdır. Tüm çekirdeklerle iyi çalışacak uygun bir kod bulmak da zordur. Aslında, 150 GHz'lik tek çekirdekli bir birim geliştirmek mümkün olsaydı, mükemmel bir makine olurdu. Bununla birlikte, silikon çipler, fizik yasaları nedeniyle bu kadar hızlı ayarlanamaz.
Kuantum Hesaplama
Kuantum hesaplama, kuantum fiziğine ve atom altı parçacıkların gücüne dayanır. Bu teknolojiye dayalı makineler, evlerimizde bulunanlardan çok farklı. Örneğin, geleneksel bilgisayarlar bitleri ve baytları kullanırken, kuantum makineleri tamamen kübitlerin kullanımıyla ilgilidir. İki bayt şunlardan yalnızca birine sahip olabilir: 0-0, 0-1, 1-0 veya 1-1. Qubit'ler hepsini aynı anda depolayabilir, bu da kuantum bilgisayarların çok büyük miktarda veriyi aynı anda işlemesine izin verir.
Kuantum elektroniği hakkında bilmeniz gereken bir şey daha var, yani kuantum dolanıklığı. Mesele şu ki, kuantum parçacıkları çiftler halinde var. Bir parçacık belirli bir şekilde tepki verirse, diğeri de aynı şeyi yapar. Bu özellik, ordu tarafından standart radarın yerini alma girişimlerinde bir süredir kullanılmaktadır. . İki parçacığın biri gökyüzüne gönderilir ve bir cisimle etkileşime girerse, onun 'yer temelli' karşılığı da tepki verir.
Kuantum teknolojisi, muazzam miktarda bilgiyi işlemek için de kullanılabilir. Geleneksel bilgisayarların aksine, kübit tabanlı bilgisayarlar verileri binlerce kat daha hızlı işler. Bunun dışında, karmaşık senaryoları tahmin etmek ve modellemek, kuantum bilgisayarların da üstün olduğu yerlerdir. Çeşitli ortamları ve sonuçları modelleme yeteneğine sahiptirler ve bu nedenle fizikte, kimyada, eczacılıkta, hava tahminlerinde vb. Yaygın olarak kullanılabilirler.
Ancak bazı dezavantajlar da var. Bu tür bilgisayarlar bugünlerde pek kullanılmıyor ve yalnızca belirli amaçlara hizmet edebiliyor. Bunun temel nedeni, özel laboratuvar ekipmanı gerektirmeleri ve çalıştırılmaları çok pahalı olmasıdır.
Kuantum bilgisayarın geliştirilmesiyle bağlantılı başka bir konu daha var. Silikon yongaların bugün çalışabileceği en yüksek hız, kuantum teknolojilerini test etmek için gerekli olandan çok daha düşük.
Grafen Bilgisayarlar
2004 yılında keşfedilen grafen , elektronikte yeni bir araştırma dalgasına yol açtı. Bu süper etkili malzeme, bilgisayarın geleceği olmasını sağlayacak birkaç özelliğe sahiptir.
Birincisi, bakır da dahil olmak üzere elektronikte kullanılan diğer herhangi bir iletkenden daha hızlı ısı iletme yeteneğine sahiptir. Ayrıca silikondan iki yüz kat daha hızlı elektrik taşıyabilir.
En yüksek saat hızına sahip silikon tabanlı çipler 3-4 GHz'e kadar çalışabilir. Bu rakam, hız yarışının silikonun fiziksel özelliklerine meydan okuduğu ve bunları sınıra getirdiği 2005 yılından bu yana değişmedi. O zamandan beri bilim adamları, silikon çiplerin sağlayabileceği maksimum saat hızının üstesinden gelmemize izin verebilecek bir çözüm arıyorlar. İşte o zaman grafenin keşfi yapıldı.
Bilim adamları grafen sayesinde silikon çiplerinkinden bin kat daha yüksek bir hıza ulaşmayı başardılar. Grafen tabanlı CPU'ların silikon muadillerine göre yüz kat daha az enerji tükettiği ortaya çıktı. Üstelik, bunlara sahip cihazların daha küçük boyuta ve daha fazla işlevselliğine de izin veriyorlar.
Bugün, bu bilgi işlem sisteminin gerçek bir prototipi yok. Hala sadece kağıt üzerinde var. Ancak bilim adamları, bilgi işlem dünyasında devrim yaratacak gerçek bir model bulmak için mücadele ediyorlar.
Bununla birlikte, bir dezavantaj var. Silikon, sadece elektriği taşıyabilen değil, aynı zamanda tutabilen iyi bir yarı iletken görevi görür. Öte yandan grafen, elektriği süper yüksek hızda taşıyan ancak yükü tutamayan bir 'süper iletken'tir.
Hepimizin iyi bildiği gibi, ikili sistem, ihtiyaç duyduğumuzda transistörlerin açılıp kapanmasını gerektirir. Daha sonra kullanmak üzere bazı verileri kaydetmek için sistemin bir sinyali tutmasını sağlar. Örneğin, RAM yongalarının sinyali tutması çok önemlidir. Aksi takdirde programlarımız açtıkları anda kapanacaktı.
Grafen, 'açık' ve 'kapalı' sinyaller arasında neredeyse hiç zaman kalmayacak kadar hızlı elektrik taşıdığı için sinyalleri tutamıyor. Bilgisayarda grafen tabanlı teknolojilere yer olmadığı anlamına gelmez. Yine de en yüksek hızda veri sağlamak için kullanılabilirler ve başka bir teknoloji ile birleştirilirlerse muhtemelen yongalarda kullanılabilirler.
Kuantum ve grafen teknolojilerinin yanı sıra , CPU'nun gelecekte geliştirilmesinin başka yolları da var . Yine de hiçbiri bu ikisinden daha gerçekçi görünmüyor.
Kaynak : CPU'nun evrimi: Önümüzdeki 10 yıl içinde işlemcilerin geleceği
