Bilgisayar ve Yazılım

Bilgisayarlar Sonsuza Kadar Hızlanabilir mi? Moore Yasası Hayır Diyor!

“Bilgisayarlar işe yaramaz,” demişti Pablo Picasso, “size yalnız­ca yanıtları verebilirler. ” Ama verdikleri yanıtlara bir bakın! Bu günlerde yaptığımız her şey bir şekilde bilgisayarlarla bağlantılı. Finansal sistemlerimiz, sosyal bağlantılarımız, iletişim ağlarımız, eğlence. Verdikleri yanıtlar, geçtiğimiz yarım yüzyıl içinde dünyayı ciddi bir değişi­me uğrattı. Günümüzde de bilgisayar şirketleri her yeni üründe hem işlevsellik hem de hız açısından gelişmeye devam ediyorlar. Ancak bunun bir sınırı var mı? Bilgisayarlar daha da hızlanacak 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. “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. 1975’te, aradan on yıl geçtikten sonra Moore ‘un haklı olduğu görüldü. 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 gelse de bugüne kadar haklı çıkan olmadı.

İlk bilgisayarlar neredeyse bir oda büyüklüğündeydi.

Ancak kuşkusuz Moore Yasası günün birinde çökmeye mah­kumdur. Çünkü bu sosyolojik yani insan yaratıcılığıyla ilgili bir yasadır. Ama insan dehası ve yaratıcılığı bile imkansızı başaramaz. Doğa yasaları bazı sınırlamalar koyar. Bilgisayarların da nihai sınırları­nı belirleyen fiziksel yasalar vardır. Ve bu yasaları atlatmak imkansızdır.

Neden Moore Yasası Uzun Süre Daha Sürdürülemez?

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 bunun da bir bedeli olurdu. Mevcut bütün enerjisi hesaplama için ışık enerjisine dönüşürse, o bilgisayar da bildiğimiz türden bir bilgisayara uzaktan benze­mez, başka bir şeye dönüşmüş olurdu.

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. Çip üzerindeki bileşenlerin ne kadar küçültülebileceği, içinden geçen ışığın türüne bağlıdır. Çip üreticileri, morötesi ve X-ışınları gibi daha küçük deliklerden geçebilen daha kısa dalga boyundaki ışıklardan yararlanarak, bileşenlerin boyutlarını da kademeli ola­rak küçültebilmiş, hatta ışık yerine dalga boyu daha küçük olan elektron demetlerini kullanmaya başlamışlardır.

Moore Yasasından Kaçmak Mümkün mü?

Halihazırda sadece birkaç atom büyüklüğünde olan ve inanılmaz derecede küçük olan transistörler yapıyoruz. 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 verebilir.

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, bu iddiayı eleştirenler, özellikle transistörlerin zaten mikroskobik olarak küçük olması nedeniyle Moore Yasasının 15 yıl gibi kısa bir sürede çökmeye başlayacağını söylüyor. Başlangıçtaki sorunun cevabını bize zaman verecek gibi gözüküyor.

Kaynaklar ve İleri Okumalar:

Matematiksel

Sibel Çağlar

Merhabalar. Matematik öğretmeni olarak başladığım hayatıma 2016 yılında kurduğum matematiksel.org web sitesinde içerikler üreterek devam ediyorum. Matematiğin aydınlık yüzünü paylaşıyorum. Amacım matematiğin hayattan kopuk olmadığını kanıtlamaktı. Devamında ekip arkadaşlarımın da dahil olması ile kocaman bir aile olduk. Amacımıza da kısmen ulaştık. Yolumuz daha uzun ama kesinlikle çok keyifli.
Başa dön tuşu