"Terminatör" deki sıvı metal bir "çip devrimi" başlatacak mı?
Resim kaynağı: Visual China
Sıvı metal konusunda ne düşünüyorsunuz? Belki meyve hayranları, yeni nesil iPhone'da sıklıkla kullanıldığı söylenen siyah teknolojiyi düşünecekler ve donanım meraklıları radyatörleri düşünebilir. Ancak daha fazla insanın "Terminatör 2" deki kötü adam T-1000'i hemen düşünmesi bekleniyor.
Filmde bu arkadaşın vücudu sıvı metalden yapılmış, istediği zaman şekil değiştirebiliyor ve yaralandığında kendini onarabiliyor - tabii ki eski vali tarafından öldürüldü.
Peki cips söz konusu olduğunda ne düşünüyoruz? Son zamanlarda herkesin onunla ilişkisinin şu şekilde olduğu tahmin ediliyor: Bu şeyi yapamayız ...
Bu karışıklık değil, küçük bir çipin tüm yarı iletken devrimi ve mühendislik, malzeme bilimi, bilgisayar teknolojisi ve hassas endüstrinin arkasındaki teknoloji sistemi ve endüstriyel zincir üzerine inşa edildiğini bilmelisiniz.
Avrupa ve Amerika ülkeleri bu dönüşümü on yıllar içinde tamamladılar ve bilgi ve teknoloji blokajlarını sürekli olarak güçlendirdiler. Bu durumda, Çin'in bu çekirdek teknolojiye kısa sürede hakim olması açıkça imkansızdır. Yakalasa bile, işbirliği yapmak uzun zaman alıyor.
Ancak, çipin materyallerinin ve süreçlerinin kendisinin dünyayı sarsan bir devrime uğraması ve yeni materyallerin ve süreçlerin herkesi aynı başlangıç çizgisine geri döndürme olasılığı var mı? Yukarıda bahsedilen T-1000 üzerindeki, kontrol edilip şekillendirilebilen, katı ve sıvı arasında serbestçe dönüşebilen metal bu olasılığın anahtarı olabilir.
Tabii ki, bugün biraz uzak gibi görünüyor, ancak bilim camiasının genel olarak iyimser olduğu bu "çip devrimi" ni anlamamızı engellemiyor.
Güç gösteren programlanabilir sıvı metal
Sıvı metal aslında son derece gelişmiş bir teknoloji değildir, ancak gerçekten sabırsızlıkla beklenen şey, insanların sıvı metali kontrol edebileceği etkiyi elde etmek için sıvı metali bilgisayarlarla birleştirmektir. Buna programlanabilir sıvı metal denir.
Geçen yıl Ekim ayında, Sussex Üniversitesi ve Swansea Üniversitesi ortaklaşa bir çalışmanın sonuçlarını açıkladı. Araştırmacılar, elektrik alanın yoğunluğunu değiştirerek sıvı metali çeşitli iki boyutlu şekillere dönüştürme tekniklerini gösterdiler. Örneğin, sıvı metalin size bir kalp vermesine izin verin, onu çeşitli harflere veya başka bir şeye çevirin.
Bu teknolojide, sıvı oluşumunu kontrol eden elektrik alanı bilgisayar tarafından üretiliyor, bu da insanların sıvı metali programlama yoluyla zaten uzaktan kontrol edebildiği ve hareket etmesi için manipüle edebildiği anlamına geliyor.
Programlama kontrolünü kabul etmek için sıvı metal olması gerekmesinin nedeni, diğer sıvılarla karşılaştırıldığında sıvı metalin kendisinin çok iyi iletkenliğe sahip olması ve durumunu bir elektrik alanı aracılığıyla etkinleştirmek için uygun olmasıdır.Sıradan katı metallerle karşılaştırıldığında sıvı metal çok güçlü bir akışa sahiptir. Programlama kontrol edilebilirliğine sahiptir.
Diğer bir deyişle, İnsanlar şekli ve hareket yörüngesini son derece ince ve karmaşık bir şekilde değiştirebilecek bir konum istiyorsa, sıvı metal neredeyse tek seçenektir.
Elbette İngiliz bilim adamlarının incelediği programlanabilir sıvı metal sadece uçakta hareket edebiliyor. Terminatör gibi rastgele deforme olan bir sıvı metal robot istemek güvenilir değildir.
Ancak yine de birçok sektöre yeni bir hayal gücü getirdi.
Örneğin, yumuşak robotların konektörleri, yüksek mukavemetli esnek ekranlar, vücuda su damlacıkları gibi giren robotları dener. Ancak bunlarla karşılaştırıldığında, programlanabilir sıvı metali gerçekten büyüleyici kılan şey, transistörleri değiştirmenin en iyi seçim olabileceğidir.
Bir Terminatör inşa etmek imkansızdır, bilgisayarı yükseltmek biraz güvenilirdir
Ünlü Xun von Neumann sistemine göre, mevcut bilgisayar donanım sistemi beş bölümden oluşmaktadır: operasyon, depolama, kontrol, giriş ve çıkış. Ve bilgi hesaplama bölümünü oluşturan en temel unsur, çok aşina olduğumuz transistördür.
Bir çip veya başka bir bilgi işlem ekipmanı olsun, temel ilke, ikili sistemin klasik hesaplamasını elde etmek için transistörün 1 veya 0 gösterimini yapmak için transistörün voltajını ayarlamaktır. Son zamanlarda çok aşina olduğumuz kelimeyi oluşturan entegre bir devre üzerinde çok sayıda transistör birlikte çalışır: çip.
Yukarıdaki çalışma mekanizması nedeniyle, ne kadar çok transistör yeni entegre edilirse, bilgi işlem performansı o kadar iyi olacaktır.
Yani son birkaç on yılda insanlık başka hiçbir şeyle meşgul olmadı, ancak transistörlerin boyutunu küçültmeye ve birim alan başına transistör sayısını artırmaya çalışıyor. Transistörler küçülmeye devam ettikçe ve entegrasyon süreci gittikçe daha iyi hale geldikçe, tanıdık "Moore Yasası" ortaya çıkıyor.
Yani sorun şu ki, transistörün boyutu veya çip üretim süreci ne olursa olsun, bir son olmalı ve birçok bilim insanı sonun yakın olduğunu düşünüyor.
Ancak, bilgi işlem gücü için insan çağrısının dipsiz olduğuna şüphe yok. Bu çelişki nasıl çözülür?
Düşünmenin bir yolu, 0 ve 1 klasik hesaplamaları hiç istemediğimiz ve hesaplama mantığını yeniden yapılandırmak için kuantum dolanıklığını kullanmamızdır Bu ünlü kuantum hesaplamasıdır.
Ancak, materyalin hesaplama gücünün sınırlamasını kırarak, doğrudan orijinalin hesaplanmasıyla başlamak üzere başka bir düşünme şekli daha var. Bu fikir üzerinde pek çok çözüm var ancak uygulamaya en yakın olan ve günümüzde en uzun vadeli yatırım imkanına sahip olanı sıvı metal programlamaktır.
Sıvı metal iyi akışkanlığa, yüzey gerilimine, iletkenliğe ve ısı dağılımına sahip olduğundan, hızlı sinyal iletimi için ideal bir malzeme olduğu söylenebilir. Eğer elektrik, sıcaklık, manyetik alan ve diğer koşullar sıvı metali hesaplamaları tamamlamak için uyarmak için kullanılabilirse, Moore Yasasının sınırlamalarını aşması ve insan hesaplama gücünün sıçramalar ve sınırlarla gelişmesine izin vermesi muhtemeldir.
Bu olasılık sadece hayal gücüyle sınırlı kalmıyor, aslında birçok laboratuvar ve şirket sıvı metale dayalı yeni bilgisayar türlerini yeniden tasarlamaya ve geliştirmeye başladı. Örneğin, IBM'in ünlü beyin benzeri bilgi işlem projesi REPCOOL süper bilgisayarı. İnsan beyninin bilgi aktarım ve depolama mekanizmasını taklit ederek, hızlı hesaplamaları tamamlamak için bilgi ve enerji taşıyıcısı olarak sıvı metal kullanılır.
Bu projenin beklentisi, saniyede 1 peaflop performansa sahip bir bilgisayarı bugünkü sınıf boyutundan 2030 yılına kadar sıradan bir masaüstü bilgisayar boyutuna düşürmektir. Ve sıvı metalin programlanması tüm bunlar için bir ön koşuldur.
Transistörleri ortadan kaldıran devrim
Sıvı metal, oldukça iyimser bir orijinal bilgi işlem cihazı olduğundan, olgunlaştıktan sonra, günümüz transistörlerini ve çiplerini doğrudan ortadan kaldırmak imkansız değildir.
Örneğin, Carnegie Mellon Üniversitesi'nin tanınmış yumuşak makine laboratuvarı, ana maddeler olarak indiyum ve galyum ile bir sentez teknolojisi geliştiriyor. Amacı, bilgi işlem birimini sıvıya dönüştürerek geleneksel transistörleri ortadan kaldırmaktır.
Bir dakika, nasıl oluyor da yabancılar bu kadar çok şey yapıyor gibi görünüyor?
Hâlâ geride kaldığımız düşünülebilir mi? Sıvı metal ihracatını yasaklamak bizim için daha pasif olmaz mı?
Neyse ki, Bugün hala keşif döneminde olan sıvı metal programlama yönünde Çinliler dünyanın gerisinde kalmamışlardır.
Çin'deki en ünlü metal sanayi araştırma departmanı, Çin Bilimler Akademisi'nden Profesör Liu Jing'in ekibidir. Sıvı metal alanında, özellikle sıvı metalin programlanması ve sıvı metalin hesaplama birimlerine dönüştürülmesi alanındaki birçok atılım, bugün Çin ekibi tarafından yönetiliyor.
Örneğin, Liu Jing'in ekibi, farklı direnç değerlerine sahip klasik hesaplamalar elde etmek için sıvı metali katı ve sıvı arasında dönüştürmek için sıcaklık değişikliklerini kullanmanın mümkün olduğunu kanıtlamak için öncülük etti.
Günümüzün çip sistemleriyle karşılaştırıldığında, sıvı metal bilgisayarların en azından birkaç hayal gücü vardır: çeşitli çevresel talimatları alabilir ve aynı anda karmaşık paralel hesaplamalar yapabilirler; bu, geleneksel çiplere göre hız avantajına sahiptir; sıvı metal daha iyi ısı dağılımına sahiptir ve büyük ölçüde Hesaplama derecesi, ısı üretimi sorununu ortadan kaldırır; yumuşak bir çip yapmak için şekil isteğe göre değiştirilebilir.
Bu teknoloji hala çok uzakta olmasına rağmen, birçok bilgisayar bilimi probleminin gelecekteki yönünü işaret etti. Aslında, çip merkezli bilgisayar ve yarı iletken endüstrileri gizemli görünüyor, ancak hiçbir şekilde ebedi bir gerçek değiller. Her türlü bilimsel atılım yolda bekliyor, belki bir gün size bir "köylü ayaklanması" getireceğiz.
En önemlisi, bir sonraki hesaplama yinelemesinde Çin'in önemli bir katılımcı ve hatta yüksek olasılıklı bir destekçi olacağıdır.
Daha heyecan verici içerik için Titanium Media WeChat ID'yi (ID: taimeiti) takip edin veya Titanium Media Uygulamasını indirin
