गणना करने के चार नए अजीब तरीके

तरल क्रिस्टल के साथ एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब के मिश्रण के तहत एक माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणी का ऑप्टिकल माइक्रोग्राफ

जैसा कि मूर का कानून धीमा पड़ता है , इंजीनियर सावधानीपूर्वक विकल्पों की जांच कर रहे हैं जो कानून समाप्त होने पर कंप्यूटिंग को जारी रखने में मदद करेंगे। कृत्रिम बुद्धि निश्चित रूप से इसमें भूमिका निभाएगी। शायद क्वांटम कंप्यूटर। लेकिन कंप्यूटर ब्रह्मांड में अजनबी चीजें हैं, और उनमें से कुछ नवंबर 2017 में आईईईई अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन में कंप्यूटिंग को फिर से लोड करने पर दिखाए गए थे।

इसके अलावा, शास्त्रीय गणना के कुछ शांत संस्करण दिखाए गए थे, उदाहरण के लिए, प्रतिवर्ती गणना और न्यूरोमॉर्फिक चिप्स। उनके अलावा, जनता के लिए कम परिचित विकल्प प्रस्तुत किए गए थे, जैसे कि फोटोनिक चिप्स, एआई को तेज करना, नैनोमैकेनिकल कंघी तर्क और "हाइपर-आयामी" भाषण मान्यता प्रणाली। यह आलेख अजीब और संभावित प्रभावी विकल्पों दोनों को सूचीबद्ध करता है।

शीत क्वांटम न्यूरॉन्स

इंजीनियरों को अक्सर मस्तिष्क की चमत्कारी ऊर्जा दक्षता से ईर्ष्या होती है। एक एकल न्यूरॉन प्रत्येक संकेत के साथ लगभग 10 एफजे (10 ^-15 जे) खर्च करता है। माइकल श्नाइडर और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड एंड टेक्नोलॉजी (एनआईएसटी) के सहकर्मियों का मानना ​​है कि वे दो अलग-अलग प्रकार के जोसेफसन संपर्कों से निर्मित कृत्रिम न्यूरॉन्स का उपयोग करके इस आंकड़े के करीब पहुंच सकते हैं। ये बाधा के माध्यम से इलेक्ट्रॉन जोड़े की टनलिंग के आधार पर सुपरकंडक्टिंग डिवाइस हैं, और औद्योगिक प्रयोगशालाओं में आज बनाए गए सबसे उन्नत क्वांटम कंप्यूटर के आधार के रूप में सेवा कर रहे हैं। उनके विकल्पों में से एक, चुंबकीय जोसेफसन संपर्क, में गुण होते हैं जिन्हें मक्खी, बदलती धाराओं और चुंबकीय क्षेत्रों में बदला जा सकता है। दोनों संपर्कों का उपयोग इस तरह से किया जा सकता है कि वे एक zeptojoule के आदेश की ऊर्जा के साथ वोल्टेज वृद्धि का उत्पादन करते हैं - एफजे [ या 10 ^-21 जे / लगभग से 100,000 गुना कम । ट्रांस। ]।

NIST के वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि इन उपकरणों को एक साथ कैसे जोड़ा जाए और उनसे एक तंत्रिका नेटवर्क बनाया जाए। सिमुलेशन में, उन्होंने तंत्रिका नेटवर्क को तीन अक्षरों (z, v और n - तंत्रिका नेटवर्क के मूल परीक्षण) को पहचानने के लिए प्रशिक्षित किया। आदर्श रूप से, नेटवर्क केवल 2 एटोज्यूल्स [10 ^-18 जे], या 2 एफजे का उपयोग करके अक्षरों को पहचान सकता है, यदि आप इस प्रणाली को आवश्यक 4 के। को ठंडा करने के लिए ऊर्जा की बर्बादी शामिल करते हैं, तो निश्चित रूप से ऐसे समय होते हैं जिनमें सब कुछ बहुत कम पूरी तरह से काम करता है। लेकिन, यह मानते हुए कि उन्हें इंजीनियरों की मदद से समाप्त किया जा सकता है, आप एक तंत्रिका नेटवर्क प्राप्त कर सकते हैं जो मानव मस्तिष्क के लिए तुलनीय ऊर्जा का उपभोग करता है।

वायर कम्प्यूटिंग

उन्नत प्रोसेसर में, ट्रांजिस्टर बहुत कसकर पैक किए जाते हैं, और उन्हें सर्किट से जोड़ने वाले कनेक्शन पहले से कहीं ज्यादा एक दूसरे के करीब होते हैं। यह क्रॉस-विरूपण की ओर जाता है जब एक पंक्ति से एक संकेत अपने पड़ोसी के साथ एक सहज कनेक्शन के माध्यम से हस्तक्षेप करता है। विरूपण से बचने की योजना को बदलने की कोशिश करने के बजाय, नवीन कुमार माका और यूनिवर्सिटी ऑफ मिसौरी, कैनसस सिटी के सहयोगियों ने उनका लाभ उठाने का फैसला किया। आज के दृष्टिकोण के अनुसार, एक हस्तक्षेप संकेत को एक गड़बड़ माना जाता है, मैक ने इंजीनियरों को बताया। "और अब हम इसे तर्क के काम के लिए उपयोग करना चाहते हैं।"

उन्होंने पाया कि आपसी कनेक्शन की एक निश्चित व्यवस्था तर्क तत्वों और सर्किट के संचालन की नकल कर सकती है। कल्पना कीजिए कि तीन संचार लाइनें समानांतर में जाती हैं। वोल्टेज को एक या दो साइड लाइनों पर लागू करने से केंद्रीय एक पर सहज वोल्टेज की उपस्थिति होती है। इस तरह आपको दो इनपुट के साथ OR लॉजिक तत्व मिलता है। ट्रांजिस्टर पर इधर-उधर ध्यान से जुड़ने के बाद, टीम ने इस प्रकार AND, OR और XOR तत्वों का निर्माण किया, साथ ही साथ एक सर्किट जो ट्रांसफर फंक्शन करता है। फायदा तब होता है जब आप CMOS के साथ किसी दिए गए क्षेत्र में ट्रांजिस्टर की संख्या की तुलना करते हैं। उदाहरण के लिए, एक क्रॉस-डिस्टॉर्शन लॉजिक सर्किट को XOR करने के लिए केवल तीन ट्रांजिस्टर की आवश्यकता होती है, और CMOS 14 का उपयोग करता है, और एक तीसरा स्थान लेता है।

नैनोबबल पर हमला!

इंग्लैंड में डरहम विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने वर्गीकरण समस्याओं को हल करने के लिए नैनोमीटर की एक पतली फिल्म सिखाई है, उदाहरण के लिए, एक मैमोग्राम पर कैंसर का घाव खोजने के लिए। क्रांतिकारी एल्गोरिदम और एक विशेष रूप से निर्मित इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का उपयोग करते हुए, उन्होंने इलेक्ट्रोड्स की एक सरणी के माध्यम से विद्युत दालों को तरल क्रिस्टल में भंग कार्बन नैनोट्यूब के मिश्रण में भेजा। समय के साथ, नैनोट्यूब - जिसके बीच प्रवाहकीय और अर्ध-प्रवाहकीय दोनों थे - एक जटिल नेटवर्क में आत्म-इकट्ठे हुए जो इलेक्ट्रोड को कवर करते थे।

यह नेटवर्क अनुकूलन समस्या के एक प्रमुख हिस्से को पूरा करने में सक्षम था। इसके अलावा, वह दूसरी समस्या को हल करना सीख सकती थी, अगर यह पहले की तुलना में कम जटिल थी।

क्या उसने इन समस्याओं को अच्छी तरह से हल किया? एक मामले में, परिणाम मानव कार्य के लिए तुलनीय थे; दूसरे में वे थोड़ा बदतर थे। और फिर भी यह आश्चर्यजनक है कि यह आम तौर पर काम करता है। "हमें यह याद रखने की आवश्यकता है कि हम तरल क्रिस्टल में कार्बन नैनोट्यूब के बुलबुले को प्रशिक्षित करते हैं," एलेनोर विसोल-गौडिन कहते हैं, जिन्होंने डरहम में इस प्रणाली को डिजाइन करने में मदद की।

सिलिकॉन सर्किट बोर्ड

कंप्यूटर डेवलपर्स लंबे समय से एक बेमेल से सामना करते हैं कि प्रोसेसर के अंदर डेटा कितनी जल्दी और कुशलता से चलता है, और कैसे धीरे-धीरे और नुकसान के साथ उनके बीच चलता है। लॉस एंजिल्स में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के इंजीनियरों के अनुसार यह समस्या, चिप निकायों की प्रकृति और सर्किट बोर्डों से संबंधित है, जिनसे वे संवाद करते हैं। क्रिस्टल के मामले और मुद्रित सर्किट बोर्ड अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करते हैं, इसलिए वे ऊर्जा की खपत को सीमित करते हैं, बिट्स को एक चिप से दूसरे में स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा में वृद्धि करते हैं, और देरी को जोड़कर कंप्यूटर को धीमा कर देते हैं। उद्योग इन कमियों को समझता है और एक आवास में कई चिप्स रखने पर ध्यान केंद्रित कर रहा है।

पुनीत गुप्ता और उनके विश्वविद्यालय के सहयोगियों का मानना ​​है कि अगर हम क्रिस्टल मामलों और सर्किट बोर्डों से पूरी तरह से छुटकारा पा सकते हैं तो कंप्यूटर बहुत बेहतर होंगे। वे सिलिकॉन सब्सट्रेट के एक टुकड़े के साथ मुद्रित सर्किट बोर्ड को बदलने का सुझाव देते हैं। मामलों के बिना ऐसे "अभिन्न सिलिकॉन सामग्री" चिप्स पर उनके बीच 100 माइक्रोन की दूरी पर एक साथ दबाया जा सकता है, और एक ही कंडक्टर का उपयोग करके जुड़ा हुआ है जो एकीकृत सर्किट में उपयोग किया जाता है - यह देरी और ऊर्जा की खपत को सीमित करने में मदद करेगा, साथ ही एक कॉम्पैक्ट विकसित करेगा प्रणाली।

यदि उद्योग इस दिशा में जाता है, तो यह निर्मित एकीकृत सर्किट में बदलाव का कारण बनेगा, गुप्ता कहते हैं। इंटीग्रल सिलिकॉन सामग्री "एकल चिप पर सिस्टम" को छोटे भागों में अलग करने में योगदान करेगी जो एकल-चिप सिस्टम के विभिन्न कोर के कार्यों का प्रदर्शन करते हैं। आखिरकार, चिप पर कोर की करीबी व्यवस्था अब देरी और दक्षता के अभाव में गंभीर लाभ नहीं देगी, और छोटे चिप्स का उत्पादन करना सस्ता है। इसके अलावा, सिलिकॉन मुद्रित सर्किट बोर्डों की तुलना में बेहतर गर्मी का संचालन करता है, इसलिए इन प्रोसेसर को गर्मी अपव्यय के बारे में चिंता किए बिना उच्च घड़ी की गति पर ओवरक्लॉक किया जा सकता है।