Hoppa till huvudinnehåll

Datorerna blir inte snabbt snabbare längre – Moores lag överges

Mikrochip
En Intel-processor med 14 nanometer små transistorer. Mikrochip Bild: Intel nanoteknik

En ny dator har traditionellt varit mycket snabbare än en som har köpts bara två år tidigare. Men det är allt mer utmanande för tillverkarna att ständigt öka hastigheten.

Halvledarindustrin som tillverkar mikrochip till datorer har i drygt 50 år följt Moores lag som går ut på att antalet transistorer som får plats på ett mikrochip ska bli dubbelt så många vartannat år. Det anses vara en av it-världens viktigaste profetior och har möjliggjort att nya datorer med jämna mellanrum blir snabbare och får högre prestanda.

Under den senaste tiden har det ändå blivit allt svårare att nå det här målet, och industrin har därför gemensamt bestämt sig för att frångå det.

- Man är nere i en transistorstorlek på bara några hundra atomer. Det finns helt enkelt en fysikalisk gräns som man börjar närma sig, säger Per Stenström, professor i datorarkitektur vid Chalmers tekniska högskola i Sverige.

Per Stenström
Per Stenström Per Stenström Bild: Chalmers tekniska högskola professor i datorarkitektur

I år lanseras processorer som består av tio nanometer stora transistorer. Det är alltså tio miljarddels meter, vilket är mindre än typiska virus som brukar vara mellan 20 och 300 nanometer i diameter.

Att förminska komponenterna ytterligare så att de fortfarande fungerar pålitligt anses vara omöjligt med det kiselmaterial som används i dag.

- Nya material och tillverkningsprocesser kan ändå i något skede i framtiden möjliggöra fungerande komponenter som är ytterligare tre gånger mindre, förutspår Srinivasa Banna på mikrochipfabriken Global Foundries.

Men att minska komponenterna mer än så kan visa sig vara omöjligt.

Parallella beräkningar

Under de senaste åren har industrin använt flerkärniga processorer. Det har gjort det möjligt att öka hastigheten trots det begränsade utrymmet.

- Parallellbearbetande datorer alltså. Man ser till att få saker och ting fortare gjort genom att låta fler processorer arbeta på en viss beräkningsuppgift, kommenterar Stenström.

Experter säger att man inte kan driva den här utvecklingen särskilt mycket längre eftersom det ofta inte hjälper att dela upp enskilda uppgifter i många olika bitar. Det blir inte alltid snabbare för det.

Mer energisnåla komponenter

Fokus ligger nu i stället på att göra mikrochipen mer energieffektiva, vilket är viktigt till exempel i mobila apparater.

- Det finns en uppsjö av möjligheter att göra dem mer energieffektiva. Det händer väldigt mycket i forskningsvärlden och i företagen som är ledande inom detta, till exempel hos Intel i USA.

Global Foundries uppskattar att energiförbrukningen inom några år kan minskas med åtminstone 40 procent utan att prestandan försämras.

Per Stenström är också övertygad om att helt nya typer av innovationer kommer att dyka upp så småningom som kan ge snabbare apparater. Tredimensionell byggteknik kan vara en sådan innovation.

- Vad man helt enkelt gör är att man limmar flera datorchip på höjden. Där kommer den tredje dimensionen in. På det viset skaffar vi oss en större mängd transistorer. Men det finns naturligtvis en gräns för hur många våningar man kan bygga sådana här datorskyskrapor.

Andemeningen med Moores lag – att våra apparater ständigt blir snabbare, mindre och billigare – lever vidare.

Srinivasa Banna på Global Foundries säger att fastän halvledarindustrin inte längre kan leva upp till Moores lag så kan konsumenterna också i fortsättningen få uppleva snabbare mikrochip som dessutom genererar mindre hetta.

Andemeningen med Moores lag – att våra apparater ständigt blir snabbare, mindre och billigare – lever alltså vidare.

- De här innovationerna blir av avgörande betydelse när det gäller att integrera många olika apparater och sensorer med varandra, kommenterar Banna.

Han säger att framstegen kommer att påverka det sätt på vilket vi konsumenter jobbar, kommunicerar, lär oss och blir underhållna i framtiden.

Läs också

Nyligen publicerat - Inrikes