La dernière technologie de l`ordinateur que vous devez voir pour le croire

La loi de Moore, le truisme que la quantité de puissance de calcul brute disponible pour un dollar tend à doubler à peu près tous les dix-huit mois, a fait partie de la tradition de l`informatique depuis 1965, lorsque Gordon Moore observe d`abord la tendance et a écrit un article à ce sujet. A l`époque, le bit « loi » était une blague. 49 ans plus tard, personne ne rit.

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En ce moment, les puces d`ordinateur sont fabriqués en utilisant un procédé de fabrication extrêmement raffinée, mais très vieux. Feuilles de cristaux de silicium très pur sont revêtus de diverses substances, gravée en utilisant des faisceaux laser de haute précision, gravées à l`acide, bombardés avec des impuretés à haute énergie, et par galvanoplastie.

Plus de vingt couches de ce processus se produisent, la construction de composants nanométriques avec une précision qui est, franchement, ahurissants. Malheureusement, ces tendances ne peuvent pas continuer pour toujours.

Nous approchons rapidement du point où les transistors nous gravure seront si petits que les effets quantiques exotiques empêchent le fonctionnement de base de la machine. Il est généralement admis que les dernières avancées de la technologie informatique se déroulera dans les limites fondamentales de silicium autour de 2020, lorsque les ordinateurs sont à peu près seize fois plus vite qu`ils ne le sont aujourd`hui. Ainsi, la tendance générale de la loi de Moore pour continuer, nous aurons besoin de se séparer de silicium comme nous l`avons fait avec des tubes à vide, et commencer à puces de construction en utilisant les nouvelles technologies qui ont plus de place pour la croissance.

4. neuromorphiques Chips

Alors que le marché de l`électronique se déplace vers des technologies plus intelligentes qui s`adaptent aux utilisateurs et d`automatiser le travail de grognement plus intellectuel, un grand nombre des problèmes que les ordinateurs ont besoin pour résoudre sont centrés sur l`apprentissage et l`optimisation machine. Une puissante technologie utilisée pour résoudre de tels problèmes sont « les réseaux de neurones. »

Les réseaux de neurones reflètent la structure du cerveau: ils ont des noeuds qui représentent des neurones et des connexions pondérées entre les noeuds qui représentent synapses. Les flux d`information à travers le réseau, manipulé par les poids, afin de résoudre les problèmes. Des règles simples dictent la façon dont les poids entre les neurones changent, et ces changements peuvent être exploitées pour produire l`apprentissage et le comportement intelligent. Ce type d`apprentissage est informatiquement cher quand simulé par un ordinateur classique.

puces neuromorphiques tentent de résoudre ce problème en utilisant du matériel dédié spécialement conçu pour simuler le comportement et la formation des neurones. De cette façon, on peut obtenir un énorme gain de vitesse, tout en utilisant les neurones qui se comportent plus comme les vrais neurones dans le cerveau.

IBM et la DARPA ont mené la charge sur la recherche de la puce neuromorphic par un projet appelé Synapse, que nous avons mentionné précédemment. Synapse a l`objectif final de la construction d`un système équivalent à un cerveau humain complet, mis en œuvre dans le matériel pas plus grand qu`un véritable cerveau humain. À plus court terme, IBM prévoit d`inclure des puces neuromorphiques dans ses systèmes Watson, pour accélérer la résolution de certains sous-problèmes dans l`algorithme qui dépend des réseaux de neurones.Vous allez pas le croire: DARPA les recherches futures dans les ordinateurs avancésVous allez pas le croire: DARPA les recherches futures dans les ordinateurs avancésDARPA est l`une des parties les plus fascinantes et secrètes du gouvernement américain. Voici quelques-uns des projets les plus avancés de la DARPA qui promettent de transformer le monde de la technologie.Lire la suite

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système actuel d`IBM met en œuvre un langage de programmation pour le matériel neuromorphic qui permet aux programmeurs d`utiliser des fragments pré-formés d`un réseau de neurones (appelé « corelets`) et de les relier ensemble pour construire des machines de résolution de problèmes robustes. Vous n`aurez probablement pas des puces neuromorphiques dans votre ordinateur depuis longtemps, mais vous serez certainement en utilisant les services Web qui utilisent des serveurs avec des puces neuromorphiques en seulement quelques années.

3. Cube mémoire hybride Micron

L`un des goulots d`étranglement principaux pour la conception actuelle de l`ordinateur est le temps qu`il faut pour récupérer les données de la mémoire que le processeur a besoin de travailler. Le temps nécessaire pour parler aux registres ultra-rapides à l`intérieur d`un processeur est considérablement plus court que le temps nécessaire pour récupérer les données de la RAM, qui est à son tour considérablement plus rapide que la récupération des données de la pesante et lourdaud dur.

Le résultat est que, souvent, le processeur est laissé en attente simplement de longues périodes de temps pour que les données arrivent donc il peut faire le tour suivant des calculs. Processeur La mémoire cache est environ dix fois plus rapide que la RAM et la RAM est d`environ cent mille fois plus rapide que le disque dur. Autrement dit, si parler au cache du processeur est comme la marche à la maison du voisin pour obtenir des informations, parler ensuite à la RAM est comme marcher deux miles au magasin pour les mêmes informations - l`obtenir à partir du disque dur est comme marcher sur la lune.

Micron Technology peut briser l`industrie de la progression régulière de la technologie de mémoire DDR classique, le remplacer par leur propre technologie, qui empile des modules RAM en cubes et utilise des câbles à haut débit pour le rendre plus rapide de parler à ces cubes. Les cubes sont construits directement sur la carte mère à côté du processeur (plutôt que d`insérer dans les fentes comme vérin de convention). L`architecture du cube mémoire hybride offre cinq fois plus de bande passante au processeur que le bélier DDR4 qui sort cette année, et utilise une puissance de 70% de moins. La technologie devrait atteindre le marché du supercalculateur début de l`année prochaine, et le marché des consommateurs quelques années plus tard.

2. Memristor Stockage

Une approche différente pour résoudre le problème de la mémoire est la conception de la mémoire de l`ordinateur qui a l`avantage de plus d`une sorte de mémoire. En général, les compromis avec la mémoire jusqu`à faire bouillir le coût, la vitesse d`accès, et la volatilité (volatilité est la propriété d`avoir besoin d`un approvisionnement constant d`énergie pour conserver les données stockées). Les disques durs sont très lents, mais pas cher et non volatile.

Ram est volatile, mais rapide et pas cher. Cache et les registres sont volatils et très coûteux, mais aussi très rapide. La technologie au meilleur des deux mondes est celui qui est non volatile, rapide d`accès, et pas cher pour créer. En théorie, memristors offrent une façon de le faire.

Memristors sont semblables à résistances (dispositifs qui réduisent le passage du courant à travers un circuit), avec le cliquet qu`ils ont la mémoire. Exécuter en cours à travers eux d`une manière, et l`augmentation de leur résistance. Exécuter en cours dans l`autre sens, et leur résistance diminue. Le résultat est que vous pouvez construire bon marché, les cellules de mémoire de style RAM à grande vitesse qui sont non volatile, et peut être fabriqué à moindre coût.

Cela soulève la possibilité de blocs de RAM aussi grande que les disques durs qui stockent l`ensemble du système d`exploitation et le fichier de l`ordinateur (comme un énorme, non volatile disque RAM), Qui peuvent tous être accessibles à la vitesse de la RAM. Pas plus disque dur. Plus de marcher sur la lune.Qu`est-ce qu`un disque RAM, et comment vous pouvez en créer unQu`est-ce qu`un disque RAM, et comment vous pouvez en créer undisques durs SSD ne sont pas la première mémoire non-mécanique à apparaître dans les PC grand public. RAM a été utilisé pendant des décennies, mais surtout comme une solution de stockage à court terme. Les temps d`accès rapide de RAM, il est ...Lire la suite

HP a conçu un ordinateur en utilisant la technologie memristor et la conception de base spécialisée, qui utilise la photonique (communication sur la base de la lumière) afin d`accélérer la mise en réseau entre les éléments de calcul. Ce dispositif (appelé « La Machine ») est capable de faire un traitement complexe sur des centaines de téraoctets de données en une fraction de seconde. La mémoire est memristor 64-128 fois plus dense que la RAM classique, ce qui signifie que l`empreinte physique de l`appareil est très faible - et, l`ensemble tralala utilise beaucoup moins d`énergie que les salles de serveurs, il serait remplacée. HP espère apporter les ordinateurs sur la machine sur le marché dans les deux à trois prochaines années.

1. Processeurs graphène

Le graphène est un matériau en treillis fortement liées d`atomes de carbone (semblables à des nanotubes de carbone). Il a un certain nombre de propriétés remarquables, y compris une immense force physique et quasi supraconductivité. Il existe des dizaines d`applications potentielles pour le graphène, des ascenseurs spatiaux à armure de corps pour mieux les batteries, mais celui qui est pertinent à cet article est leur rôle potentiel dans les architectures informatiques.

Une autre façon de rendre les ordinateurs plus rapides, plutôt que de diminution de la taille du transistor, est simplement de faire ces transistors courir plus vite. Malheureusement, parce que le silicium est pas un très bon conducteur, une quantité importante de la puissance envoyée par le processeur des vents jusqu`à convertie en chaleur. Si vous essayez de processeurs de silicium d`horloge jusqu`à bien au-dessus de neuf gigahertz, la chaleur interfère avec le fonctionnement du processeur. Le 9 gigahertz exige des efforts extraordinaires de refroidissement (dans certains cas impliquant l`azote liquide). La plupart des puces de consommation courent beaucoup plus lentement. (Pour en savoir plus sur le fonctionnement des processeurs informatiques classiques, lire notre article sur le sujet).Qu`est-ce qu`un CPU et Que faut-il faire? [Technologie Explained]Qu`est-ce qu`un CPU et Que faut-il faire? [Technologie Explained]Lire la suite

Graphène, en revanche, est un excellent conducteur. Un transistor de graphène peut, en théorie, courir jusqu`à 500 GHz sans aucun problème de chaleur pour parler - et, vous pouvez graver la même façon de graver le silicium. IBM a gravé des puces de graphène analogiques simples déjà, en utilisant des techniques de lithographie à puce traditionnelle. Jusqu`à récemment, la question a été deux fois: d`abord, qu`il est très difficile de fabriquer graphène en grandes quantités, et, deuxièmement, que nous n`avons pas une bonne façon de créer des transistors de graphène qui bloquent entièrement le flux de courant dans leur « off ` Etat.

Le premier problème a été résolu lorsque le géant de l`électronique Samsung a annoncé que son bras de recherche avait découvert un moyen de produire en masse des cristaux entiers de graphène avec une grande pureté. Le deuxième problème est plus complexe. Le problème est que, alors que la conductivité extrême graphène rend attrayant du point de vue de la chaleur, il est aussi ennuyeux quand vous voulez réaliser des transistors - dispositifs qui sont destinés à arrêter la conduite des milliards de fois par seconde. Graphène, à la différence de silicium, n`a pas de « gap » - un taux de circulation du courant qui est si faible qu`il amène le matériau à déposer à zéro conductivité. Heureusement, il semble qu`il y ait quelques options sur ce front.

Samsung a mis au point un transistor qui utilise les propriétés d`une interface silicium-graphène pour produire les propriétés désirées, et construit un certain nombre de circuits logiques de base avec elle. Bien que pas un pur ordinateur graphène, ce système préserverait de nombreux effets bénéfiques de graphène. Une autre option peut être l`utilisation de la « résistance négative » pour construire un autre type de transistor qui pourrait être utilisé pour construire des portes logiques qui fonctionnent à une puissance plus élevée, mais avec moins d`éléments.

Parmi les technologies abordées dans cet article, le graphène est le plus éloigné de la réalité commerciale. Il pourrait prendre jusqu`à dix ans pour que la technologie soit suffisamment mature pour vraiment remplacer entièrement le silicium. Cependant, à long terme, il est très probable que le graphène (ou une variante du matériau) sera l`épine dorsale de la plate-forme informatique du futur.

Les dix prochaines années

Notre civilisation et une grande partie de notre économie est venu à dépendre de la loi de Moore de manière profonde, et les institutions énormes investissent des sommes énormes d`argent en essayant de prévenir sa fin. Un certain nombre d`améliorations mineures (comme les architectures de puces 3D et informatique tolérante aux erreurs) contribuera à maintenir la loi de Moore passé son horizon théorique de six ans, mais ce genre de chose ne peut pas durer éternellement.

À un certain moment dans la décennie à venir, nous aurons besoin de faire le saut vers une nouvelle technologie, et l`argent intelligent est sur le graphène. Ce changement va sérieusement secouer le statu quo de l`industrie informatique, et de faire et perdre beaucoup de fortunes. Même le graphène est pas, bien sûr, une solution permanente. Il est très probable que dans quelques décennies, nous pouvons nous retrouver ici encore, ce débat nouvelle technologie va prendre, maintenant que nous avons atteint les limites de graphène.

Dans quelle direction pensez-vous de la dernière technologie informatique va prendre? Laquelle de ces technologies pensez-vous a la meilleure chance de prendre l`électronique et l`informatique au niveau suivant?