Hlavní hrozba pro budoucí procesory? Jak to celé uchladit

Počítačům zabudovaným do ledničky se dnes smějeme jako kuriozitám – ale co zítra?
Vývoj centrálních procesorů (CPU) probíhá posledních zhruba dvacet let přes všechny překážky stále strmě vzhůru – tak strmě, že by mu to mohlo závidět jakékoli jiné průmyslové odvětví. Růst výkonnosti je tak setrvalý, že kdysi dávno vyřčená předpověď Gordona Moora, spoluzakladatele Intelu, už získala označení „zákon“, nikoli samozřejmě ve významu právním, ale spíše jako „přírodní zákon“ – jako něco, co funguje a o čem se moc nediskutuje.

Zdvojnásobování výkonnosti procesorů každých 18 měsíců v průběhu let naráželo na různé překážky, ale ty se vždy dařilo překonávat. Za největší hrozbu se léta považoval takt procesoru – pamatuji si dobře na zasvěcené články z let osmdesátých i devadesátých, kdy se za „technologicky nejvyšší myslitelný“ takt považovalo 200 megahertzů, půl gigahertzu, gigahertz… Překážkou v dosažení vyššího taktu byla prý samotná kvantová mechanika – na takto vysokých taktech už platí jiné zákony, a vůbec, elektrony si létají, jak chtějí. Postupem let se ale i kvantová mechanika zjevně umoudřila a elektrony zase létají tak, jak mají: podle dnešních zpráv výzkumníků z předních laboratoří „technicky“ není problém vyrobit čipy na 30 GHz.

Hlavní překážkou příštích let má být teplo vyvíjené mikroprocesorem – je to překážka, která není za současného stavu vědy a technologie překonatelná, a proto je nutné uvažovat o jejím „obejití“. Jednou, již probíhající cestou jsou nejrůznější změny v designu, některé z nich ale budou přechodné, neboť problém neřeší dostatečně. Typickým příkladem je podle některých výzkumníků oslavovaný měděná technologie, se kterou přišla IBM (měď místo hliníků ve spojích): pomůže, ale ne dostatečně a naráží na své limity, takže bude muset nastoupit něco jiného. Diskutuje se o optice místo kovu – optika je výkonnější a méně se zahřívá, to je dávno známé, ale je podstatně nákladnější a technologicky složitější. Ani samotná IBM si svou měď nijak zásadně nehájí – právě výzkumníci této firmy uvádějí, že za deset let budou tranzistory nahrazeny technologií „carbon nanotubes“, ve které jsou nejdále právě výzkumné laboratoře IBM.

Deset let je dlouhá doba a tak se musí problém přílišného topení procesorů řešit všemi možnými dalšími způsoby. U víceprocesorových systémů (tj. zejména u serverů) se vyvíjejí „balení“, ve kterém je více čipů umístěných na jednom kousku křemíku, dochází ke zkracování vzdáleností mezi čipy a menšímu vývinu tepla. Další možností je asynchronní takt procesorů, které šetří zbytné takty procesoru, a trvalá, velmi pracná a jen postupně úspěšná je snaha o stále dokonalejší litografii, schopnou stále vyšší miniaturizace vyleptávaných tranzistorů.

Jak vidět, každý máme svou oblíbenou zábavu. Výzkumníci u IBM, Intelu, Sunu a jiných hledají možnosti, jak maximálně snížit spotřebu příštích verzí čipů při zachování nebo zvyšování jejich výkonnosti. Výzkumníci v českých domácnostech zvyšují takt procesorů ve svých počítačích jak to jenom jde, přidáváním chladičů o rozměrech turbíny, umísťováním procesorových desek do ledniček a podobně. A všem jde jenom o jedno: aby Mooreovo pravidlo, na kterém do značné míry stále stojí rozvoj moderního computingu, fungovalo i nadále…

Diskuze (27) Další článek: Jak se zbavit červa BadTrans?

Témata článku: Procesory, Elektron, Proces, Značný problém, Hrozba, Takt, Překážka, Carbon, Jak, Probíhající ces, Oblíbený procesor, Budoucí procesor, Kvantová mechanika, Hlavní hrozba


Určitě si přečtěte

26 užitečných rozšíření pro Chrome: Naučte prohlížeč nové věci

26 užitečných rozšíření pro Chrome: Naučte prohlížeč nové věci

** Prohlížeč Chrome obsahuje širokou škálu funkcí, neumí ale všechno ** Jeho schopnosti můžete rozšířit pomocí rozšíření ** Vybrali jsme pro vás zajímavé a užitečné doplňky

Karel Kilián | 44

Karel Kilián
Doplňky do prohlížečeChromeProhlížeče
Google vymyslel technologii superpřesného GPS. Už ji podporuje Pixel 5 a dorazí i na ostatní telefony

Google vymyslel technologii superpřesného GPS. Už ji podporuje Pixel 5 a dorazí i na ostatní telefony

** Kvalita GPS ve městech občas stojí za starou bačkoru ** Mohou za to odrazy signálu od okolních budov ** Google má jejich 3D model, a tak spolupracuje s výrobci GPS čipů

Jakub Čížek | 40

Jakub Čížek
NavigaceTechnologieGoogle
WhatsApp konečně umožní smazat velké soubory z konverzací, aby nezabíraly místo
Vladislav Kluska
WhatsAppFacebookInstant Messaging
Uživatelé hlásí problémy s jednou z listopadových záplat pro Windows 10
Karel Kilián
Windows UpdateAktualizaceWindows 10
Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

Nejlepší notebooky do 20 000 Kč. Tipy, co se dnes vyplatí koupit

** S cenou do 20 tisíc lze vybrat solidní notebook na práci i hry ** Přenosné notebooky nabídnou i kovová těla a rychlý hardware ** Možná největší problém je nedostupnost, nejžádanější kusy jsou vyprodané

David Polesný | 33

David Polesný
VánoceNotebooky
Vybíráme nejlepší monitory: Od úplně levných až po displeje na rozmazlování očí

Vybíráme nejlepší monitory: Od úplně levných až po displeje na rozmazlování očí

** Vybrali jsme nejlepší monitory na práci i pořádné hraní ** Nejlevnější monitor s kvalitním panelem nestojí ani tři tisíce ** Rozlišení 4K a větší obrazovka už není nedostupný luxus

David Polesný | 30

David Polesný
Monitory
Apple Macbook Air M1: testujeme výkon, výdrž, a hlavně kompatibilitu aplikací [průběžně aktualizováno]

Apple Macbook Air M1: testujeme výkon, výdrž, a hlavně kompatibilitu aplikací [průběžně aktualizováno]

** Testujeme Apple Macbook Air s procesorem M1 ** Zajímá nás nejen výkon, ale zejména kompatibilita aplikací ** Článek je průběžně doplňován na základě vašich dotazů

Jiří Kuruc | 205

Jiří Kuruc
Apple

Aktuální číslo časopisu Computer

Jak prodloužit výdrž notebooku

Velké testy: gamepady a inkoustové tiskárny

Důkladný test Sony Playstation 5