Mühendislik ve Teknoloji

Bilgisayarlar Sonsuza Kadar Hızlanabilir mi? Moore Yasası Hayır Diyor

“Bilgisayarlar işe yaramaz,” demişti Pablo Picasso, “size yalnız­ca yanıtları verebilirler.” Ancak verdikleri yanıtlar, geçtiğimiz yarım yüzyıl içinde dünyayı ciddi bir değişi­me uğrattı. Ancak bunun bir sınırı var mı? Bu yazıda işin biraz arka planına bakalım ve Moore Yasası ile tanışalım.

hızlı bilgisayar

Moore Yasası Nedir?

Bilgisayarların hızı temelde kullandıkları mikroçiplerle ve daha özel olarak bu mikroçiplerdeki transistörlerin sayısıyla bağlantılıdır. 1960’ların ortalarında, dünyanın en büyük çok uluslu teknoloji şirketlerinden biri olan Intel’in kurucusu Gordon Moore, kendisinden geleceğin piyasası öngörmesi istendiğinde cesur bir açıklama yaptı.

Bilgisayarlar Sonsuza Kadar Hızlanabilir mi? Moore Yasası Hayır Diyor
Bilgisayarların kalbi sayılan mikroçiplerin yapımcılarından biri olan ve Intel’i kuran Gordon Moore, odalar büyüklüğündeki “elektronik beyinleri” avucumuza sığan cihazlar haline getiren mucizevi isimdi.

“Entegre Devrelere Daha Fazla Bileşen Sıkıştırma” adlı makalesi Electronics der­gisinin Nisan 1965 sayısında kaleme aldı. Moore yazısına dijital geleceğe göz kır­parak başladı. “Entegre devreler, ev bilgisayarları ve kişisel taşınabilir iletişim araçları gibi mucizelere yol açacak,” dedi. Ardından onu ünlü yapacak asıl büyük tahminini yaptı. “Minimum maliyete dahil bileşenlerin sayısı kabaca her yıl iki katına çıktı. Bunun en az on yıl daha böyle devam etmeyeceğini düşünmek için bir neden yok. “

Daha basit ifade edersek, bir mikroçip üzerine sığdırılabilecek tran­sistör sayısı, maliyetleri artmaksızın her yıl iki katına çıkıyordu. Moore bunun izleyen on yıl boyunca da böyle gideceğini öngörmüştü. Caltech’te profesör arkadaşlarından biri bunu, Moore Yasası olarak adlandırdı.

Bilgisayarlar Sonsuza Kadar Hızlanabilir mi? Moore Yasası Hayır Diyor
İlk bilgisayarlar neredeyse bir oda büyüklüğündeydi. Bileşenler küçüldükçe, daha yoğun, daha hızlı ve daha ucuz hale geldikçe, başta bilgisayarlar ve cep telefonları olmak üzere birçok ürün ve hizmetin gücünü arttı. Aynı zamanda da maliyetleri azaldı. Sonuç elektronikte bir devrim oldu.

Bu zamandan sonra da Moore Yasası sadece bir tahmin değil, aynı zamanda endüstri için bir hedef oldu. Moore Yasası’nın dile getirilişinden bu yana yasanın çökmek üzere olduğu iddiaları her on yılda bir gündeme geldi. Ancak bugüne kadar haklı çıkan olmadı. Bunun nedenine geçmeden önce bazı bilgileri aktarmamız daha doğru olacaktır.

Mikroçip Nedir?

Mikroişlemci, yarı iletken entegre devre, yonga ve çip olarak da bildiğimiz mikroçip; genellikle silikondan üretilen yarı iletken malzemeler ile tasarlanmış metal bir levha üzerine yerleştirilen elektronik devreler grubudur. Bu bütünleşik devreler içinde milyarlarca transistör ve elektronik devre elemanı vardır.

Yukarıdaki görselde gördüğünüz Intel’in 1971’de ürettiği ilk ticari mikroçipi olan Intel 4004. Bu mikroçip her biri 10 mikron kalınlığındaki 2.300 çipten oluşuyordu. Bugün çip teknolojisinde ölçü birimi olarak bir metrenin milyonda biri anlamına gelen mikron yerine, metrenin milyarda biri anlamına gelen nanometre birimini kullanıyoruz. Günümüzde üretilen çipler 5 nanometre boyunda. Bir başka ifadeyle, bir saç telinden 20.000 kat daha küçük.

Neden Moore Yasası Uzun Süre Daha Sürdürülemez?

Doğa yasaları bize bazı sınırlamalar koyar. Bilgisayarların da nihai sınırları­nı belirleyen fiziksel yasalar vardır. Ve bu yasaları atlatmak imkansızdır. Çip üzerindeki bileşenlerin ne kadar küçültülebileceği, içinden geçen ışığın türüne bağlıdır. Çip üreticileri, morötesi ve X-ışınları gibi daha küçük deliklerden geçen daha kısa dalga boyundaki ışıklardan yararlanarak, bileşenlerin boyutlarını da kademeli ola­rak küçültebilmiştir. Hatta ışık yerine dalga boyu daha küçük olan elektron demetlerini kullanmaya başlamışlardır.

Günümüzdeki dizüstü bilgisayarlar görece ya­vaştır, çünkü yalnızca transistörlerdeki elektrik enerjisini kullana­bilirler. Fakat bu enerji aslında kütlesi içinde hapsolmuş enerjinin yanında son derece küçüktür. Gerçekten kusursuz bir bilgisayarın, mevcut bütün enerjisini kullanıp kütlesine hiç enerji ayırmaması beklenir. Bu durumda kütle enerjisinin ışık enerjisine dönüş­mesi gerekir. Böyle bir aygıtın tüyler ürpertici bir işlem gücü olurdu. Ancak bu bilgisayar da bildiğimiz türden bir bilgisayara benze­mezdi. Sonucunda başka bir şeye dönüşmüş olurdu.

Moore Yasası  nedir
Transistörler, kumdan, daha doğrusu içindeki silikondan yapılır. Silikon dioksitin bileşenlerinden biri olan silikon, yerkabuğunda en bol bulunan ikinci elementtir. Silikon, yarı-iletken bir özellik gösterir. Bu sayede, elektriksel özelliklerinde değişikliğe yol açmak için bir başka elementin çok az sayıda atomunu katmak yeterli olur.

Moore Yasasından Kaçmak Mümkün mü?

Ancak atomun bu nihai sınırını aştığımızda ne olur? Bu olasılığı zaten düşündük, bu yüzden kuantum hesaplama artık önemli bir çalışma alanı. Kuantum hesaplama, fizik alanındaki kuantum teorisi temelinde gelişen oldukça yeni bir teknoloji. Kuantum hesaplama, temel olarak kuantum durumunun belirsizliğine dayanarak bilgisayarların hızını ve işlem gücünü çok fazla arttırma potansiyeline sahip. Bu bize Bu, Moore Yasasının neredeyse hiç bitmediği bir dünya verecektir.

Mikroçiplerdeki transistor sayısı her yıl gerçekten de iki katına çıktı.

Ayrıca, son zamanlarda araştırmacılar, birçok farklı endüstride inanılmaz uygulamalara sahip olan grafen ile etkileyici ilerlemeler kaydettiler. Teknoloji dünyasının en gelişmiş şirketlerinden biri olan IBM grafen tabanlı çipi yarattı. Kullanılan malzeme çok ince olduğu için bu transistör bir silikon çipe oranla yaklaşık 100 kat daha küçüktü. Daha küçük ve daha hızlı olmanın başarının temeli olduğu bir alanda, grafen bir sonraki önemli adım olabilir. Bu da, Moore Yasasının sınırlarını önemli ölçüde genişletecek bir başka seçenektir.

Moore Yasasına ve kuantum mekaniğinin sınırlarına göre, bazıları kabaca 70 yıl içinde en yüksek işlem gücüne ulaşacağımızı tahmin ediyor. Bununla birlikte, bazıları Moore Yasasının 15 yıl gibi kısa bir sürede çökmeye başlayacağını söylüyor. Başlangıçtaki sorunun cevabını bize zaman verecek gibi gözüküyor.


Kaynaklar ve İleri Okumalar:

Matematiksel

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu