La última tecnología informática que tiene que ver para creer

La Ley de Moore, la obviedad de que la cantidad de potencia de cálculo prima disponible por un dólar tiende a duplicarse aproximadamente cada dieciocho meses, ha sido parte de la tradición de la informática desde 1965, cuando Gordon Moore observó por primera vez la tendencia y escribió un artículo sobre él. En ese momento, el bit “Ley” era una broma. 49 años más tarde, nadie se ríe.

En este momento, los chips de computadora se realizan utilizando un método de fabricación sumamente refinado, pero muy viejo. Hojas de cristales de silicio muy puro se recubren en varias sustancias, grabado utilizando haces de láser de alta precisión, grabadas con ácido, bombardeadas con impurezas de alta energía, y electrochapado.

Más de veinte capas de este proceso se producen, la construcción de componentes a nanoescala con una precisión que es, francamente, alucinante. Por desgracia, estas tendencias no pueden continuar para siempre.

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Nos acercamos rápidamente al punto en el que los transistores que está grabando serán tan pequeños que los efectos cuánticos exóticos impedirán el funcionamiento básico de la máquina. Por lo general se acordó que los últimos avances de la tecnología informática se ejecutará en los límites fundamentales de silicona alrededor de 2020, cuando los ordenadores están a punto dieciséis veces más rápido de lo que son hoy en día. Por lo tanto, la tendencia general de la Ley de Moore para continuar, tendremos que separarse de silicio como lo hicimos con los tubos de vacío, y comenzar la construcción de chips de utilizar las nuevas tecnologías que tienen más espacio para el crecimiento.

4. Neuromorphic chips

A medida que el mercado de la electrónica se mueve hacia tecnologías más inteligentes que se adaptan a los usuarios y automatizan más trabajo sucio intelectual, muchos de los problemas que los ordenadores necesitan para resolver se centran en el aprendizaje automático y la optimización. Una poderosa tecnología utilizada para resolver este tipo de problemas son ‘redes neuronales `.

Las redes neuronales reflejar la estructura del cerebro: tienen nodos que representan las neuronas y las conexiones ponderadas entre los nodos que representan las sinapsis. Los flujos de información a través de la red, manipulado por los pesos, con el fin de resolver los problemas. Las reglas simples dictan cómo cambian los pesos entre las neuronas, y estos cambios pueden ser explotados para producir el aprendizaje y el comportamiento inteligente. Este tipo de aprendizaje es computacionalmente caro cuando simulado por un ordenador convencional.

fichas neuromórficos intentan abordar esto mediante el uso de hardware dedicado específicamente diseñado para simular el comportamiento y la formación de las neuronas. De esta manera, un enorme aumento de velocidad se puede lograr, durante el uso de las neuronas que se comportan más como las neuronas reales en el cerebro.

IBM y DARPA han sido liderando el cambio en la investigación de chips neuromórfico a través de un proyecto llamado sinapsis, lo que hemos Previamente mencionado. Sinapsis tiene el objetivo final de la construcción de un sistema equivalente a un cerebro humano completo, implementado en hardware no mayor que un cerebro humano real. En el más corto plazo, IBM planea incluir fichas neuromórficos en sus sistemas de Watson, para acelerar la resolución de ciertos problemas parciales en el algoritmo que depende de las redes neuronales.No lo vas a creer: DARPA futuros investigación en Informática AvanzadaNo lo vas a creer: DARPA futuros investigación en Informática AvanzadaDARPA es una de las partes más fascinantes y secretos del gobierno de Estados Unidos. Los siguientes son algunos de los proyectos más avanzados de la DARPA que prometen transformar el mundo de la tecnología.Lee mas

El sistema actual de IBM implementa un lenguaje de programación para el hardware neuromórfico que permite a los programadores utilizar fragmentos pre-formados de una red neuronal (llamado ‘corelets`) y vincularlos entre sí para construir máquinas robustas de resolución de problemas. Es probable que no tenga astillas neuromórficos en el ordenador durante un largo tiempo, pero es casi seguro que esté utilizando los servicios web que utilizan servidores con chips neuromórficos en tan sólo unos pocos años.

3. Cubo de memoria Micron híbrido

Uno de los cuellos de botella principales para el diseño de equipo actual es el tiempo que se tarda en recuperar los datos de la memoria que el procesador necesita para trabajar. El tiempo necesario para hablar con los registros ultrarrápidas dentro de un procesador es considerablemente más corto que el tiempo necesario para obtener los datos de la memoria RAM, que es a su vez muy rápido que ir a buscar los datos de la pesada, perseverante disco duro.

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El resultado es que, con frecuencia, el procesador se deja simplemente esperando durante largos períodos de tiempo para recibir datos por lo que puede hacer la siguiente ronda de cálculos. la memoria caché del procesador es aproximadamente diez veces más rápido que la memoria RAM y la memoria RAM es de aproximadamente cien mil veces más rápido que el disco duro. Dicho de otra manera, si hablar con la caché del procesador es como entrar a la casa del vecino para obtener alguna información, a continuación, hablar con la memoria RAM es como caminar un par de millas a la tienda para la misma información - conseguir que desde el disco duro es como caminando a la luna.

Micron Technology puede romper la industria de la progresión regular de la tecnología de memoria DDR convencional, reemplazándolo con su propia tecnología, que apila módulos de memoria RAM en cubos y utiliza cables de mayor ancho de banda para que sea más rápido para hablar con los cubos. Los cubos se construyen directamente sobre la placa base próxima al procesador (en lugar de insertarse en las ranuras como RAM convención). La arquitectura del cubo de memoria híbrida ofrece cinco veces más ancho de banda para el procesador que la RAM DDR4 que sale este año, y utiliza un 70% menos de energía. La tecnología se espera que llegue al mercado superordenador principios del próximo año, y el mercado de consumo unos años más tarde.

2. Almacenamiento Memristor

Un enfoque diferente para resolver el problema de la memoria es el diseño de la memoria del ordenador que tiene la ventaja de más de un tipo de memoria. En general, las soluciones de compromiso con la memoria se reducen a coste, velocidad de acceso, y la volatilidad (volatilidad es la propiedad de tener un suministro constante de energía para mantener los datos almacenados). Los discos duros son muy lento, pero es barato y no volátil.

Ram es volátil, pero rápido y barato. Caché y los registros son volátiles y muy caro, pero también muy rápido. La tecnología al mejor de ambos mundos es uno que es no volátil, rápido acceso, y barata de crear. En teoría, memristors ofrecen una manera de hacerlo.

Memristors son similares a las resistencias (dispositivos que reducen el flujo de corriente a través de un circuito), con la captura que tienen memoria. Ejecutar la corriente a través de ellos de una manera, y aumenta su resistencia. Ejecutar corriente a través de la otra manera, y su resistencia disminuye. El resultado es que se puede construir de alta velocidad de bajo costo, las células de memoria RAM de estilo que son no volátil, y se puede fabricar a bajo costo.

Esto plantea la posibilidad de que los bloques de memoria RAM tan grande como discos duros que almacenan todo el sistema operativo y el archivo de la computadora (como un enorme, no volátil disco RAM), Todos los cuales se puede acceder a la velocidad de RAM. No más duro. No más caminar a la luna.¿Qué es un disco RAM, y cómo usted puede configurar uno¿Qué es un disco RAM, y cómo usted puede configurar unodiscos duros de estado sólido no son los primeros almacenamiento no mecánica a aparecer en los PC de consumo. RAM se ha utilizado durante décadas, pero principalmente como una solución de almacenamiento a corto plazo. Los tiempos de acceso rápido de RAM hace que sea ...Lee mas

HP ha diseñado un ordenador mediante la tecnología memristor y diseño especializado núcleo, que utiliza la fotónica (comunicación basada en la luz) para acelerar la creación de redes entre los elementos computacionales. Este dispositivo (llamado “la máquina”) es capaz de hacer un procesamiento complejo en cientos de terabytes de datos en una fracción de segundo. La memoria memristor es 64-128 veces más denso que RAM convencional, lo que significa que la huella física del dispositivo es muy pequeño - y, todo el shebang utiliza mucha menos energía que las salas de servidores que sería reemplazar. HP espera traer equipos basados ​​en la máquina al mercado en los próximos dos a tres años.

1. Procesadores de grafeno

El grafeno es un material hecho de celosías fuertemente unidas de átomos de carbono (similares a los nanotubos de carbono). Tiene un número de propiedades notables, incluyendo la fuerza física inmensa y casi la superconductividad. Hay docenas de aplicaciones potenciales para el grafeno, desde los ascensores espaciales a la armadura de cuerpo a mejores baterías, pero el que es relevante para este artículo es su papel potencial en arquitecturas de computadora.

Otra forma de hacer ordenadores más rápidos, en lugar de reducirse tamaño de los transistores, es simplemente hacer esos transistores funcionen más rápido. Desafortunadamente, debido a silicio no es un muy buen conductor, una cantidad significativa de la energía enviada a través del procesador vientos de hasta convierte en calor. Si trata de procesadores de silicio del reloj hasta muy por encima de nueve gigahercios, el calor interfiere con el funcionamiento del procesador. El gigahertz 9 requiere esfuerzos de enfriamiento extraordinarias (en algunos casos de nitrógeno líquido). La mayoría de los chips de consumo corren mucho más lentamente. (Para aprender más acerca de cómo los procesadores de ordenador de trabajo convencional, leer nuestro artículo sobre el tema).¿Qué es un CPU y lo que hace? [Tecnología Explicación]¿Qué es un CPU y lo que hace? [Tecnología Explicación]Lee mas

El grafeno, por el contrario, es un excelente conductor. Un transistor de grafeno puede, en teoría, ejecutar hasta 500 GHz sin ningún tipo de problemas de calor para hablar de - y, se puede grabar la misma manera grabas silicio. IBM ha grabado chips de grafeno sencilla ya analógicas, utilizando técnicas de litografía de chips tradicional. Hasta hace poco, el tema ha sido doble: en primer lugar, que es muy difícil de fabricar grafeno en grandes cantidades, y, en segundo lugar, que no tenemos una buena manera de crear transistores de grafeno que bloquean totalmente el flujo de corriente en su `off ` estado.

El primer problema se resolvió cuando el gigante electrónico Samsung anunció que su división de investigación había descubierto una manera de producir en masa cristales de grafeno enteras con alta pureza. El segundo problema es más complicado. La cuestión es que, mientras que la conductividad del grafeno extrema hace que sea atractivo desde el punto de vista térmico, también es molesto cuando se quiere fabricar transistores - dispositivos que tienen la intención de detener la realización de mil millones de veces por segundo. El grafeno, a diferencia de silicio, carece de una ‘brecha de banda` - una velocidad de flujo de corriente que es tan baja que hace que el material caiga a cero conductividad. Por suerte, parece que hay algunas opciones en ese frente.

Samsung ha desarrollado un transistor que utiliza las propiedades de una interfaz de silicio-grafeno con el fin de producir las propiedades deseadas, y construido una serie de circuitos lógicos básicos con ella. Aunque no es un equipo de grafeno puro, este esquema preservaría muchos de los efectos beneficiosos de grafeno. Otra opción puede ser el uso de ‘resistencia negativa` para construir un tipo diferente de transistor que podría ser utilizado para la construcción de puertas lógicas que operan a una potencia mayor, pero con un menor número de elementos.

De las tecnologías descritas en este artículo, el grafeno es el más alejado de la realidad comercial. Podría tomar hasta una década para que la tecnología sea lo suficientemente maduro para reemplazar el silicio muy completo. Sin embargo, en el largo plazo, es muy probable que el grafeno (o una variante del material) serán la columna vertebral de la plataforma de computación del futuro.

Los próximos diez años

Nuestra civilización y gran parte de nuestra economía ha llegado a depender de la Ley de Moore de manera profunda, y enormes instituciones están invirtiendo enormes cantidades de dinero en tratar de impedir su final. Una serie de mejoras menores (como arquitecturas de chip 3D y la computación tolerante a fallos) ayudará a mantener la Ley de Moore más allá de su horizonte teórico de seis año, pero ese tipo de cosas no puede durar para siempre.

En algún momento de la próxima década, tendremos que dar el salto a una nueva tecnología, y el dinero inteligente está en el grafeno. Ese cambio va a sacudir seriamente el status quo de la industria informática, y hacer y perder una gran cantidad de fortuna. Incluso grafeno no es, por supuesto, una solución permanente. Es muy probable que en unas pocas décadas podemos encontrarnos de nuevo aquí, debatiendo la nueva tecnología que se va a tomar el control, ahora que hemos llegado al límite de grafeno.

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¿En qué dirección crees que la última tecnología informática se va a tomar? ¿Cuál de estas tecnologías crees que tiene la mejor oportunidad de tomar electrónica y la informática al siguiente nivel?