Chen

🇵🇸
Forum Sorumlusu
Katılım
9 Ocak 2020
Mesajlar
44,034
Çözümler
4
Tepki puanı
12,726
Puanları
113
Konum
.
Cinsiyet
Kadın
Moore Yasası bilgisayar teknolojileriyle ilgilenen insanların neredeyse tamamının bir şekilde duyduğu, geçtiğimiz 50 yılda yaşanan dijital devrimi olanaklı kılan kavramlardan birisidir. Esasen bir yasadan ziyade öngörü olan bu kavram 1965'te daha sonra Intel’in kurucularından olacak olan Gordon Moore tarafından öne sürülmüştür ve iddiası her 10 senede bir işlemcilerdeki transistör sayısının iki katına çıkacağı şeklindedir. 1975 yılında ise bu öngörüyü tekrar düzenleyerek sene farkını 10'dan 2'ye indirmiştir. Matematiksel olarak bir şeyi istediğiniz kadar kez ikiyle çarpabilirsiniz fakat fiziksel dünyada işler o kadar kolay yürümez.

1*Qq-lqW3WkPOLR2wK9eKFYQ.png



Geçtiğimiz 10 senedir Moore Yasasının işletilmesinde mikroişlemci üreticileri (özellikle Intel gibi devler) ciddi problemlerle karşılaşır hale geldiler. Ar-Ge maliyetleri giderek yükselirken bir yandan da boyutlar giderek küçüldüğü ve transistör sayısı sürekli arttığı için sorunlar ortaya çıkmaya başladı. Bir atomun çapının yaklaşık 0.5 nm olduğu bir ortamda IBM’in geçtiğimiz aylarda tanıtımını yaptığı 5 nm’lik transistörler kuantum tünelleme etkisine maruz kalacaklar, bunu gidermek için de ekstra hata düzeltme mekanizmaları gerekecek, bu da maliyeti ve boyutu arttıracak. Yüksek sayıda transistörü aynı yere koymaktan kaynaklanan bir diğer sorunsa ısınma problemi. Bilgi işlemek ısı yaratır ve işlenen bilginin miktarı arttıkça transistörler daha çok ısı yayarlar. Bu da daha pahalı ve zoraki olarak yaratıcı soğutma yöntemlerinin geliştirilmesi anlamına geliyor.

Basitçe, Moore Yasasını sürdürebilmek gün geçtikçe zorlaşıyor. Peki o zaman ne yapmalı, gelecek nerede bekliyor? Pek çok kişi silikon bazlı mikroişlemci teknolojisinin sınırlarına ulaştığımızı ve artık işlem kapasitemize çağ atlatmanın vaktinin geldiğini söylüyor. Ancak atlanılması planlanan çağ kişiden kişiye değişiyor. Bu yazı kapsamında olası yollardan yalnızca birkaçına değineceğiz.

Grafen Bazlı İşlemciler
Şu an kullandığımız silikon bazlı işlemcilere göre çok daha iyi iletkenlik özellikleri barındıran grafen oldukça popüler bir malzeme. Bunun en temel sebeplerinden biriyse bundan 10 sene önce Andre Geim ve Konstantin Novoselov’in keşfettikleri ve grafen üretimini çok kolaylaştıran yeni bir yöntemin piyasada kullanılmaya başlanması (bu keşifleri onlara 2010 yılı Nobel Fizik Ödülünü kazandırdı).


1*MysbWMYj1DvjCCGslSWm5w.png

Grafenin yapısı temsili






Grafen dediğimiz şey en basit anlamıyla bir atom kalınlığında, yalnızca karbon atomlarından oluşan halı biçiminde bir yapı. Bunları rulo yaparak karbon nanotüpler, top yaparak nanotoplar veya yaratıcılık kullanılarak akla gelebilecek türlü çeşitli karbon nanoyapılar üretilebiliyor. Elbette grafenin kendisini üretmek görece kolaylaşmış olsa dahi yapısını korumak, şekillendirmek, alet edevat üretiminde kullanmak ucuz değil. Üstüne üstlük senelerdir çalışılıyor olmasına rağmen halen daha grafenin tüm özelliklerini mikroişlemcilerde en verimli şekilde kullanacak yöntemi keşfettiğimiz söylenemez. Bu nedenle de kimse birkaç sene sonra kendi teknolojisini çöpe atabilecek bir gelişme imkanı varken tüm kartlarını bu yolda heba etmek istemiyor. Fakat Moore Yasasının revize hali (yani transistör sayısının yerine işlem kapasitesinin her 18 ayda bir ikiye katlanması) varlığını sürdürecekse grafen bunu başarma yollarından birisi olabilir.

Farklı Geometriler

Kullandığımız transistörler genel anlamda iki boyutlu geometrik yapılardır. Bu endüstri standardı olduğu için ve teknoloji senelerdir bu yönde ilerlediği için alternatif yapılar geliştirmek son 10 yıla kadar iktisadi olarak çok da anlamlı sayılmazdı. Fakat artık yeniliğin hem para ettiği hem de elzem olduğu bir döneme yaklaştığımız için bu tür çabalar da artmış durumda

1*5_M7lLhP2MWAHknqhKqtng.png



3 boyutlu işlemci modeli örneği



Grafenin burada oynadığı rol ise yine önemli, çünkü grafen kullanılarak yapılan karbon nanotüplerin sağladığı yapısal zenginlik imkanı bu alanı canlandırmış bulunuyor. Yakın zamanda MIT’de prototipi üretilen üç boyutlu bir çip işlemci ve RAM’i (bilgisayarların kısa süreli hafızası) ortaklaştırarak işlemci hızında ciddi bir artış vaat ediyor. Benzer çabalar başka merkezlerde de sürdürülüyor.

Fotonik İşlemciler
Mevcut transistör teknolojileri elektronik yapılardır, yani bilgi iletimi ve işlenmesi için elektronlardan faydalanırlar. Elektron dediğimiz temel parçacıklar eksi yüklü, kütleli ve görece yavaşlardır. Zaten bu özellikleri onları gözlemleyebilme, etkileyebilme ve kullanabilme yetimizin temelinde yatar. Ancak elektronik devrimin başladığı yıllardan bu yana teknolojinin muazzam hızda ilerlemesi 70 yıl önce bizim için büyük avantaj olan bu özelliklerin bazılarını şu an dezavantaj haline getirmiştir.

Elektronlar eksi yüklü parçacıklardır, bu da onların hareket ederken çevrelerindeki diğer yüklü parçacıklarla elektromanyetik etkileşmelerine neden olur. Bu durum sistemden enerji yayılmasına sebep olur, o da ısı yaratır. Bir diğer özellikleri olan kütleli olmaları yine onları etkileşime açık hale getirir ve hem sağa sola çarptıklarında titreşim (ve dolayısıyla ısı) yaratırlar hem de yavaşlarlar. Yavaşlamaları ise kötüdür çünkü elektron bilgisayarın içinde ana bilgi taşıyıcıdır ve bilginin iletim hızının üst limiti olması (hem de bu üst limitin düşük bir hız olması) sizin ana mimari tasarımlarınızı ciddi oranda kısıtlar

1*K5phWZiEXBsvSABzhQrSjQ.jpeg



Optik transistör



Bu tür sorunları by-pass edebilmek adına üretilen bir fikir fotonik işlemciler ya da optik transistörler diyebileceğimiz yaklaşımdır. 2013 yılında MIT’de kanıtlanan bu kavramın temel mantığı elektronlar yerine fotonları (ışık paketçikleri) kullanmak ve elektronik sistemlerden fotonik sistemlere geçiş yapmanın yolunu açmaktır. Elbette fotonik sistemler yalnız ışık huzmelerinden oluşan garip yapılar değillerdir, içlerinde pek çok elektronik aksam bulunur ve zaten fotonlara da yol gösteren ve üretilmelerini sağlayan elektronik süreçlerdir. Buradaki esas mesele bilgisayarların içinde bilginin taşıyıcı birimini elektronlardan alıp fotonlara vermektir. Bu değişim işlemci ve anakart tasarımlarında ciddi ve yaratıcı gelişmelere olanak sunabilir.

Devam etmeden
Şimdiye kadar mevcut teknolojik yapının içerisinde kalarak, yalnızca bazı ufak değişiklikler ve kavramsal ilerlemeleri kullanarak Moore Yasasını ilerletmenin olası yollarına baktık. Bir sonraki yazımızda ise artık geleneksel bilgisayar anlayışımızı geride bırakıp moleküler, dna bazlı ve kuantum bilgisayarlara değineceğiz. Nasıl ki 30 sene önce hayatımızda olmayan internet bugün küresel medeniyetin değişmez bir gerçeği haline gelmişse belki de bu üç bilgisayar modelinden birisi (veya birkaçı) önümüzdeki 30 sene içerisinde şu anki bilgisayar algımızı kökünden değiştireceklerdir.


Zeki Seskir
 

Fluffy

🐼
Elmas Üye
Katılım
28 Şub 2023
Mesajlar
19,056
Tepki puanı
2,683
Puanları
113
Yaş
34
Konum
Miuw
Cinsiyet
Kadın
okuduğumdan bişiler anlamaya çaliştım
 
Üst Alt