ชีวิตสมัยใหม่พึ่งพาคอมพิวเตอร์ และคอมพิวเตอร์พึ่งพา Crystal silicon-based processor chips คอมพิวเตอร์ดีขึ้นตามเวลา เพราะกำลังประมวลผลดีขึ้น
กฎของ Moore เป็นการสังเกตว่า Crystal chips เร็วขึ้น ประหยัดพลังงานมากขึ้น และผลิตถูกขึ้น ในอัตราที่คาดการณ์ได้ ประมาณทุก 18 เดือน จำนวนทรานซิสเตอร์บน Crystal chip จะเพิ่มเป็นสองเท่า แต่แต่ละรุ่นใหม่ เพิ่มประสิทธิภาพน้อยกว่ารุ่นก่อน
กฎของ Moore ไม่ใช่กฎทางฟิสิกส์อย่าง Newton แต่เป็นการสังเกตอุตสาหกรรมผลิต Crystal
กฎของ Moore จะจบลง มีเวลาที่เราไม่สามารถใส่ Processor เพิ่มบน Crystal chip ได้ Crystal chips ดูเหมือนถึงจุดสูงสุดด้านประสิทธิภาพและพลังงาน เมื่อจบ Silicon จะไม่ใส่ Transistor เพิ่มได้ แตคอมพิวเตอร์/เทคโนโลยีใหม่ จะต้องการ Processor ทรงพลังและคล่องแคล่วกว่า
บางคนเชื่อว่ายังมีการปรับปรุงแบบ Moore ได้จนถึง 2025 แตมีความเสี่ยงว่าจะจบก่อนที่จะมีตัวแทนที่พร้อม จึงต้องสำรวจทางเลือกสำหรับ Silicon-based computing วันนี้
Quantum Computing (คอมพิวเตอร์ควอนตัม)
ใช้พลัง Quantum physics ใช้พลังอนุภาคย่อย ให้กำลังประมวลผลและความเร็วที่ไม่อาจจินตนาการได้ ผ่าน "Qubits"
ปัญหาหลัก: ยังทำลายความเร็วที่ทำงานได้แล้วด้วย Silicon-based technology ไม่ได้ ความเร็วนั้นยังไกลอยู่
Graphene และ Carbon Nanotubes
Graphene คือชั้นคาร์บอนเดี่ยว เชื่อว่าเป็นวัสดุแข็งแรงที่สุดบนโลก แข็งกว่าเหล็ก 200 เท่า แตยืดหยุ่นได้ 20-25% น้ำหนักเบามาก นำความร้อนและไฟฟ้าดีกว่าวัสดุรู้จัก ทำจากคาร์บอน จึงอุดมสมบูรณ์ แตอาจใช้ปีกว่าจะผลิตเชิงพาณิชย์
Graphene ไม่สามารถใช้เป็น Switch ได้ Silicon semiconductor เปิด/ปิดด้วยกระแสไฟฟ้า แต Graphene ไม่ได้ = คอมพิวเตอร์ที่ปิดไม่ได้
ถ้า Graphene แทน Silicon ได้ จะเห็นเทคโนโลยีอย่าง Laptop พับได้, Transistor เร็วสุด, โทรศัพท์ที่แตกไม่ได้
Nanomagnetic Logic (ตรรกะนาโนแมกเนติก)
NML ขึ้นอยู่กับ Array ของ Nanomagnets ขนาดไม่กี่ Nanometer ถึงร้อยๆ Nanometer Nanomagnets ทำงานคล้าย Silicon แตกระบวนการขึ้นอยู่กับการสลับแม่เหล็กเพื่อสร้าง Binary code ใช้ Dipole-to-dipole interactions (ปฏิสัมพันธ์ขั้วเหนือ/ใต้) ส่งข้อมูล ไม่ใช้ไฟฟ้า ใช้พลังงานน้อยมาก
Cold Computing (คอมพิวติ้งเย็น)
ไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ แต่เป็นแนวคิดที่ผู้ผลิตเห็นว่า ขยายอายุกฎ Moore ได้ โดยลดอุณหภูมิ Crystal จะมีการรั่วไหลกระแสน้อยลง อุณหภูมิเย็นลด Threshold voltage ที่ Transistor สลับ ใช้ Cold computing อาจได้ 4-10 ปีเพิ่มของการ Scale หน่วยความจำและพลังงาน
Compound Semiconductors (เซมิคอนดักเตอร์ผสม)
Semiconductors จาก 2+ องค์ประกอบ เร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่า Silicon เพียงอย่างเดียว พร้อมใช้งานแล้ว และจะเข้าสู่โทรศัพท์ 5G และ 6G เร็วๆ นี้ ให้ความเร็ว ขนาดเล็กลง แบตเตอรี่ทนานขึ้น
Atomic (ระดับอะตอม)
เทคโนโลยีขยับไปจนสามารถจัดการวัสดุระดับอะตอม Crystal technology ไม่ได้รับการยกเว้น IBM คิดวิธีเก็บข้อมูลบนอะตอมเดี่ยว วันนี้ใช้ 100,000 อะตอม เก็บ 1 หรือ 0 เดียว
อะตอมโดยธรรมชาติน่าเครียด ต้องการ Logic เพิ่มสำหรับ Error correction ฯลฯ เพื่อให้เป็นตัวเลือกที่เป็นไปได้
ตัวแทนที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด?
Compound semiconductors เป็นตัวเลือกเดียวสำหรับ Silicon processors ที่เป็นไปได้วันนี้ นอกจากนี้ เทคโนโลยีที่มีความหวังมากที่สุดตอนนี้คือ Nanomagnetic computing อาจเป็นไปได้ว่า คอมพิวเตอร์อนาคตจะมี Layer หลายๆ ชั้นของเทคโนโลยีต่างๆ แต่ละชั้นชดเชยข้อเสียของอีกชั้น แตตอนนี้ไม่มีใครรู้แน่ชัด ว่าคอมพิวเตอร์อนาคตจะเป็นอย่างไร
