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コンピュータの進歩が限界を迎える?ムーアの法則と突破する方法

コンピュータの進歩が限界を迎える?ムーアの法則と突破する方法

コンピュータの進歩が限界を迎える!?

にゃんこ師匠にゃんこ師匠
ミツオカは、コンピュータの進歩が限界にきておることを知っておるか?
ミツオカミツオカ
え?今こんなに IT 技術が急発達しているのにですか?
にゃんこ師匠にゃんこ師匠
やはり知らんかったか!
フフフ…ミツオカもまだまだじゃのう!
ミツオカミツオカ
そんないやらしい言い方せずに早く教えてください。
私の方が我慢の限界がきそうです…!(イラ)
にゃんこ師匠にゃんこ師匠
あ、はい!すぐに教えます!
では、今回はコンピュータの進歩の限界がどうなるのかを、話していくぞい!

コンピュータの進歩とムーアの法則

コンピュータの進歩とムーアの法則

このままいくと、「コンピュータの進化が限界を迎えるかもしれない!」と、巷では噂されていますね。

それは、コンピュータの世界の発展を支えてきた「ムーアの法則」が、終わりを迎えつつあるから。

というわけで今回は、コンピュータの進歩に欠かせないムーアの法則と、限界を突破する方法について紹介していきたいと思います!

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ムーアの法則とその限界

ムーアの法則とその限界

ムーアの法則とは

インテルの創業者であるゴードン・ムーア氏

出典:Wikipedia

「ムーアの法則」とは、「半導体の集積率は18か月で2倍になる」という、半導体業界の経験則のことです。

この法則を提唱したのは、インテルの創業者であるゴードン・ムーア氏。

1965年に、自らの論文の中で提唱しました。

コンピュータの中心部分である、CPU やメモリは、半導体でできていますよね?

つまり、コンピュータの性能が、年々「倍々ゲーム」で向上していくことになるのです。

コンピュータとムーアの法則との関係

ムーアの法則によると、コンピュータの性能は、

  1. 5年後には: 10倍
  2. 10年後には:100倍
  3. 20年後には:1万倍

になっていくようです。

ムーアの法則は、物理法則ではなく、あくまでも技術の発展を予想した経験則。

とはいえ、実際の半導体の性能は、この法則通りに発達してきました。

これは、IT 業界がムーアの法則をガイドラインにして、開発・製造を行ってきた結果とも言えそうですね!

ムーア氏が与えたコンピューターへの影響

ムーア氏は、「ムーアの法則」を提唱してから、3年後の1968年にインテルを創業

もちろん、インテルの開発部門の性能目標は、ムーアの法則に則って立てられたのでしょう。

つまり、パソコンやスマートフォンの急速な普及は、ムーアの法則の影響のひとつ。

性能が向上し小型化が進んで、コストが下がったことで、一般に普及するようになったわけですね!

ムーアの法則の限界

ムーアの法則に、限界きているとされるのは、微細化の限界がきているため。

そもそもムーアの法則は、半導体の素子を微細化することで、実現されてきました。

ところが、電子回路の幅が、原子レベルのサイズに近づいてきているのです…。

その結果、ムーアの法則のペースを維持するのが、困難になってきているわけですね。

ミツオカミツオカ
原子レベル!それじゃあ、コンピュータの進化は、ここで終わりなのですか?
にゃんこ師匠にゃんこ師匠
いやいや、そんなこともないんじゃ!この限界を突破する方法が、いくつかあるんじゃよ

コンピュータの限界を突破するには

コンピュータの限界を突破するには

ムーアの法則を支えてきた「微細化」以外の方法が、実はいくつか見つかっています。

ここでは、その方法について、3つほど紹介していきます。

マルチコアによる並列化

マルチコア化は、物理的に演算効率をアップさせていく方法。

プロセッサ単体で性能向上ができないなら、複数のプロセッサの並列処理で、その限界を突破しようというものです。

パソコンの CPU で、「コア5」とか「コア7」とかいうのを、見かけますよね?

この数字が、プロセッサの核となる、コアの数を表しているのです。

サーバ用では、「コア20」や、それ以上のものもありますね!

ただ、単にマルチコア化しただけで、コンピュータの性能自体が上がるわけではありません。

また、マルチコア化では消費電力の増えてしまうという、大きな問題も…

量子コンピュータ

極めて小さなサイズの世界である「量子力学」では、特殊な性質を利用して、爆速に計算を行うことができます

それが、近年話題の「量子コンピュータ」です。

通常のコンピュータのビットでは、「0」と「1」の状態しかありませんよね?

ところが、量子コンピュータの「量子ビット」では、「0であり1でもある」という重ね合わせの状態も加わるのです。

この重ね合わせの状態によって、1つの量子ビットで、2通りの状態を一度に表せます。

2つの量子ビットがあれば4通り、4つの量子ビットがあれば、一度に16通りの状態を表せるわけですね!

結果として、早く計算の処理ができるようになるのです。

脳型コンピュータ

脳型コンピュータは、CPU の構造を設計する上で、脳の仕組みを参考にしたものです。

脳は、最小単位の計算装置であるニューロンが、1000億個も互いにつながったネットワーク。

脳型コンピュータも、大量ニューロンのネットワークとして、存在しているわけです。

なんだか、マルチコア CPU に似ていますね!

脳型コンピュータは、全体で数百万個のニューロンが、数千個のコアに分割されて格納されています。

これなら、どれか1つのニューロンが故障したとしても、大量にある他のニューロンのどれかが、替わりになります。

また、ニューロン同士で同期を取る必要が無いため、クロック信号は不要。

クロック信号を使わないので、消費電力が極めて低くなることも、脳型コンピュータのメリットです。

ミツオカミツオカ
なるほど!コンピュータの限界を突破できそうですね!
にゃんこ師匠にゃんこ師匠
うむ!ワシらの未来は、もっともっと進化していくのじゃ!

さいごに

さて今回は、コンピュータの進化の限界と、その突破口について紹介してきました。

ムーアの法則が成立しなくなっても、コンピュータの性能に対する人間の挑戦は、どうやら終わらないようですね!

これからも新しいアイデアによって、コンピュータは、さらなる進化を遂げていくことでしょう。

今から、そんな未来が楽しみですね!

記事を書いた人

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さいごの一言

にゃんこ師匠にゃんこ師匠
どうじゃったかな?コンピュータの進化と限界についての話は
ミツオカミツオカ
無限の可能性に、心躍りますねー!
にゃんこ師匠にゃんこ師匠
ちなみにワシもまだまだ進化を残してる。これからさらに足が…
ミツオカミツオカ
それじゃあ、また次回をお楽しみに!
にゃんこ師匠にゃんこ師匠
ワシに興味なし!?

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