Nếu bạn chú ý đến tin tức trong tuần này, bạn có thể đã nghe thấy một chút gì đó về Định luật Moore cuối cùng cũng trút hơi thở bực tức cuối cùng. Tất nhiên, Định luật Moore đã được tuyên bố là Chết chết nhiều lần cho đến nay, chỉ được phục hồi bởi một loại silicon mới, quy trình sản xuất diode được làm mới hoặc hy vọng lớn về điện toán lượng tử.
Vậy điều gì làm cho lần này trở nên khác biệt?
Rào cản Nanometer
Lần đầu tiên được đặt lại trong những ngày đầu tiên của máy tính, Định luật Moore cho thấy rằng lượng năng lượng tính toán khả dụng trên bất kỳ con chip cụ thể nào sẽ tăng gấp đôi cứ sau 12 tháng. Luật này vẫn không thay đổi cho đến những năm gần đây, vì các nhà sản xuất như Intel và AMD đã phải vật lộn chống lại các vật liệu được sử dụng để in các bộ xử lý (silicon) và bản chất của vật lý.
Vấn đề mà các nhà sản xuất chip đang phải đối mặt nằm ở thế giới của cơ học lượng tử. Đối với hầu hết lịch sử điện toán hiện đại, Định luật Moore là một cách ổn định, đáng tin cậy mà cả nhà sản xuất và người tiêu dùng có thể lập biểu đồ mức độ mạnh mẽ mà họ có thể mong đợi dòng CPU sắp tới sẽ hoạt động, dựa trên công nghệ của người tiền nhiệm.
Càng ít không gian giữa mỗi bóng bán dẫn, bạn càng có thể lắp được nhiều chip trong một chip, điều này làm tăng lượng công suất xử lý có sẵn. Mỗi thế hệ bộ xử lý được phân loại theo quy trình sản xuất của nó, được đo bằng nanomet. Ví dụ, bộ xử lý Intel Broadwell thế hệ thứ 5 có các cổng logic được đánh giá ở mức 22nm, được chỉ định lượng không gian có sẵn giữa mỗi bóng bán dẫn trên diode của CPU.
Thế hệ bộ xử lý Skylake thế hệ thứ 6 mới hơn sử dụng quy trình sản xuất 14nm, với 10nm được đặt thay thế vào khoảng năm 2018. Dòng thời gian này thể hiện sự chậm chạp của Định luật Moore, đến mức không còn phù hợp với các hướng dẫn ban đầu được đặt ra cho nó Ở một số khía cạnh, điều này có thể được gọi là cái chết của Đạo luật của Đạo luật Moore.
Máy tính lượng tử để giải cứu
Ngay bây giờ, có hai công nghệ có khả năng đưa mùa xuân trở lại trong bước của Moore: đường hầm lượng tử và điện tử học.
Không cần quá kỹ thuật, đường hầm lượng tử sử dụng các bóng bán dẫn đường hầm có thể khai thác sự giao thoa của các electron để cung cấp tín hiệu nhất quán ở kích thước nhỏ, trong khi điện tử học sử dụng vị trí của electron trên nguyên tử để ghi lại khoảnh khắc từ tính.
Tuy nhiên, có thể sẽ mất khá nhiều thời gian cho đến khi một trong hai công nghệ này sẵn sàng cho sản xuất thương mại quy mô đầy đủ, tuy nhiên, điều đó có nghĩa là cho đến lúc đó, chúng ta có thể thấy các bộ xử lý chuyển sang tiêu thụ năng lượng thấp so với mã lực cao.
Giải pháp năng lượng thấp
Hiện tại, các công ty như Intel đã nói rằng thay vì ưu tiên nhu cầu năng lượng thô hoặc tốc độ xung nhịp, các bộ xử lý sẽ cần phải bắt đầu thực sự quay trở lại việc họ sử dụng bao nhiêu năng lượng để tăng hiệu quả.
Đây là một sự thay đổi trong công nghệ xử lý đã xảy ra trong một số năm nay nhờ vào điện thoại thông minh, nhưng bây giờ áp lực phải bao gồm các thiết bị như những thiết bị dưới Internet of Things trong cùng thể loại đang thay đổi cách chúng ta nghĩ về CPU nói chung.
Theo dự đoán, khi chúng ta bắt đầu triển khai nhiều công nghệ sử dụng cơ học lượng tử, các bộ xử lý chính sẽ phải chậm lại một lúc trước khi chúng có thể bắt kịp, khi ngành công nghiệp phát triển qua giai đoạn chuyển đổi giữa hai thế hệ công nghệ in CPU.
Tất nhiên, vẫn sẽ luôn có nhu cầu về bộ xử lý có thể chạy các trò chơi và ứng dụng trên máy tính để bàn càng nhanh càng tốt. Nhưng thị trường đó đang bị thu hẹp và khả năng xử lý cực kỳ hiệu quả, năng lượng thấp vẫn sẽ là lựa chọn được ưa chuộng khi nhiều thiết bị di động và IoT bắt đầu chiếm lĩnh thị trường nói chung.
