무어의 법칙의 한계성을 극복하고 늘릴수 있는 9가지 방법.

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기술적 특이점에 대해 의논하고 그와 관련된 과학 기술 정보와 소식을 공유하는 갤러리입니다. *갤러리 이름은 동명의 레이 커즈와일의 저서 <특이점이 온다 (The singularity is near)>를 의미합니다.

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2019-08-01

[정보/뉴스] 무어의 법칙의 한계성을 극복하고 늘릴수 있는 9가지 방법.앱에서 작성

ㅇㅇ(222.102) 2020.10.03 00:53:56

조회 2352 추천 38 댓글 58

(관련 자료와 글 등을 인용했음)

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우선 '무어의 법칙' 에 대해서 간단히 설명할 필요가 있습니다.

-인텔의 공동창립자 '고든 무어'가 주장한 이론으로,

반도체의 집적회로* 성능이 2년마다 2배로 증가한다는 이론입니다. 좀 더 접근하자면, 컴퓨터, 스마트폰 등등 반도체가 들어가는 IT기기들의 성능은 일정 시간동안 기하급수적으로 증가한다고 말할 수 있습니다.

(*집적회로란?:반도체에 들어가는 전자회로의 집합을 말한다고 할 수 있습니다. 집적회로는 각각의 트랜지스터 칩을 이용해서 회로로 만들때보다 훨씬 작게 만들 수 있으며, 손톱 크기의 수십억개의 트랜지스터가 들어가거나 그 외 전자부품이 들어갈 수 있도록 더욱 조밀하게 만들 수 있고, 기술이 발전할수록 점점 더 세밀해집니다. 2008년에 100나노미터를 돌파했고, 지금은 수 나노미터 공정으로 작아졌습니다.)

한계에 도달했는가?

-거의 그렇다고 볼 수 있습니다. 더이상 작게 만들면 물리법칙 상으로도(양자터널링,열역학2법칙) 문제가 될 수 있으며, 그 외 발열 문제로 인한 집적도 문제와, 원자재 가격 절감 불가능과 같은 경제성 문제 등등이 있습니다.

이 외에도 CPU의 집적도를 높여서 연산 속도를 높이는 방식인 멀티코어 프로세스도 이미 전에 끝나 있었고, 현재 그 기술로는 여전히 연산 속도를 그 이상으로 내기엔 무리입니다.

더 작게 만들어볼려고 해도 물리법칙과 다른 요인들로 인해 유지가 힘든 상황입니다.

대안책은?

-아직 많이 남아있습니다. 위에 설명해드린 한계성은, 트랜지스터의 크기를 작게 만들어서 성능을 높이는 방법에 대한 것밖에 없습니다.

아직 대책은 많이 남아 있으며, 다른 공학자들이 메뉴얼대로 해결하면 될 문제인거 같습니다.

1.GPCPU 코어 추가 장착

-현재 슈퍼컴퓨터도 이런식으로 성능을 증가시키고 있습니다.

2.반강자성체(antiferromagnetism)를 활용한 용량 증가

(사진으로 대체)

3.CPU,GPU 추가 장착(병렬연산)

-가정용 컴퓨터를 서버화 시키는 방식이며, CPU와 GPU를 여러개 박아넣는 식으로 해결하는 방식입니다. 물리법칙을 위배하지 않으며, 최적화,냉각,소음 문제만 잘 해결되면 성능제한 없이 잘 쓸 수 있습니다. 그러면 슈퍼컴 크기와 수준의 본체를 중심으로 해서 연산량을 배분받아서 쓸 수 있습니다. 물론, 지금도 가정용 컴퓨터 본체 1대가 20년전 슈퍼컴퓨터 수준이고, 그것보다 더 발전한 근미래에서는 슈퍼컴 능가 성능+엄청난 용량/연산량을 기반으로 한 거대 본체라면 연산량은 감히 상상도 할 수 없을것입니다.

4.양자컴퓨터(클라우드 컴퓨팅)

-양자컴퓨터의 엄청난 연산력을 그대로 클라우드 기술로 원격으로 받는 기술입니다. 중앙 서버에 있는 양자컴퓨터+슈퍼컴퓨터의 엄청난 연산력으로 IT기기에 더이상 연산장치(CPU)를 달 필요가 없고, 그대로 IT기기 용량 향상으로 이어질 것입니다.

5.신소재 이용

-후보 물질로는 산화갈륨,텔루륨 등등 있으며 그래핀, 탄소나노튜브와 같은 탄소 기반 반도체도 연구중에 있습니다.

6.3차원 적충

-지금의 반도체 트랜지스터 공정이 2차원이였다면, 3차원 적충은 그 위로 한층 한층 씩 쌓는 구조입니다. 배선을 위 아래로 단축시킬수 있으며, 보안상의 장점도 있습니다.

7.광학 컴퓨터

-기존의 전자 대신 광자를 이용하여 연산하는 방법입니다. 당연히 광속이기 때문에 속도도 빠르며, 기존의 것보다 에너지 소모, 발열도 적습니다.

8.3진법 반도체(다진법)

-2진법에서 벗어난 다진법을 이용해서 연산하는 방법이 있습니다. 절전 효과도 뛰어납니다.

9.스핀트로닉스

-대용량 저장 소자 분야에 사용되는 기술입니다. 2002년에 IBM 연구진들이 제곱 인치 당 1조 비트, 또는 편면 3.5 디스크에 1TB정도를 저장하는데 성공했습니다. 또한, 저장 밀도의 증가율이 지수적으로 증가하고 있다는걸 고려해볼때, 무어의 법칙에 큰 도움을 줄 수 있으며, 정보 저장의 면 밀도의 배 증가 주기는 12달로 매우 짧습니다. 따라서 응용을 할때 반도체의 개발을 요구하는 스핀에 기초한 트랜지스터를 포함할 수 있습니다.

이처럼 아직 대안책은 많이 남아 있습니다.

IT기술/인공지능 발전에 대해서 뭐 겨울이라느니, 한계점이 왔다느니 이런 개소리 할거면 이 글부터 보고 말하시길 바랍니다.

- dc official App

고정닉 8

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