Forscher der Rockefeller University haben das Mooresche Gesetz - die vielleicht berühmteste technologische Vorhersage der Welt -, dass sich die Chipdichte oder die Anzahl der Komponenten auf einem integrierten Schaltkreis alle zwei Jahre verdoppeln würde, neues Licht geworfen.
Die Studie zeigt ein nuancierteres historisches Wellenmuster für den Aufstieg von Transistor Dichte in den Siliziumchips, die Computer und andere Hightech-Geräte immer schneller und leistungsfähiger machen.
Tatsächlich gab es seit 1959 sechs Wellen solcher Verbesserungen, die jeweils etwa sechs Jahre dauerten und in denen jeweils Transistor Die Dichte pro Chip wurde um mindestens das Zehnfache erhöht, Moore's Law Revisited durch Intel Chip Density. Die neue Arbeit verdeutlichte die Bögen des Wellenmusters, indem sie eine neuartige Perspektive auf die Chipdichte einnahm und die sich ändernde Größe der bei Fairchild verwendeten Chips berücksichtigte Halbleiter Internationale und Intel-Prozessoren ab 1959.
Nach jeder sechsjährigen Wachstumswellenepisode folgten laut den Autoren Jesse Ausubel und David Burg vom Program for the Human Environment (PHE) an der Rockefeller University in New York etwa drei Jahre mit vernachlässigbarem Wachstum.
Der nächste Wachstumsschub bei der Miniaturisierung und Rechenleistung von Transistoren sei nun überfällig, heißt es.
Und es wird von der Nachfrage nach beispielsweise datenhungrigen Technologien der künstlichen Intelligenz wie Gesichtserkennung, 5G-Mobilfunknetzen und -geräten, selbstfahrenden Autos und ähnlichen Hightech-Innovationen gezogen, die immer höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten und Rechenkapazitäten erfordern.
Ein Start-up-Unternehmen, Cerebras, hat den größten jemals gebauten Chip, die Wafer-Scale Engine, angepriesen, die 56-mal so groß ist wie die größte grafische Verarbeitungseinheit (GPU), die Computerplattformen seit Jahren dominiert AI und maschinelles Lernen.
„Der Wafer-Scale-Chip verfügt über 1.2 Billionen Transistoren, enthält 400,000 KI-optimierte Kerne (78-mal mehr als die größte GPU) und hat 3,000-mal mehr On-Chip-Speicher.“
Das Ende der Siliziumchip-Ära sei jedoch in Sicht, da nur noch ein oder zwei Siliziumpulse übrig bleiben, bevor weitere Fortschritte aufgrund physikalischer Realitäten und wirtschaftlicher Einschränkungen exponentiell schwieriger werden, heißt es.
Das weitere Wachstum der Computerindustrie wird von solchen miniaturisierten Innovationen wie Nanotransistoren, Einzelatomtransistoren und Quantencomputern abhängen.
Im Jahr 2019 behauptete die Google-Muttergesellschaft Alphabet mit einem programmierbaren Supercomputing-Prozessor namens „Sycamore“ mit programmierbaren supraleitenden Qubits einen Durchbruch im Quantencomputing.
„Das veröffentlichte Benchmarking-Beispiel berichtete, dass Sycamore in etwa 200 Sekunden eine Aufgabe erledigte, für die ein aktueller Supercomputer etwa 10,000 Jahre brauchen würde.“
Herr Ausubel, Direktor des PHE, sagt: „Wir sind sechsmal in höhere Täler von Silizium und ähnlichen Substraten geklettert, verlassen aber möglicherweise die Siliziumtäler für Landschaften mit anderen Materialien und Prozessen.“
„Die Qubit Gardens können am Ende des gegenwärtigen Aufstiegs warten.“
Die Analyse der Transistordichte ergab jedoch ein komplexeres Muster serieller Wachstumswellen, wobei jede technologische Phase insgesamt etwa neun Jahre dauerte, bevor sie gesättigt und durch eine neue ersetzt wurde.
Die Arbeit stützte sich auf Modelle, die für das Studium des Wachstums mit komplexer Rückkopplung entwickelt wurden, die zu Einschränkungen der Dichte führten, die zuvor in solchen Forschungen verwendet wurden, fügt er hinzu, und zeigt ihre Macht, die komplexe Evolution verschiedener Maschinen zu beleuchten.
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