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Os computadores modernos são realmente incríveis, continuando a melhorar com o passar dos anos. Uma das muitas razões pelas quais isso aconteceu é devido ao melhor poder de processamento. A cada 18 meses mais ou menos, o número de transistores que podem ser colocados nos chips de silício nos circuitos integrados dobra.
Isso é conhecido como Lei de Moore e foi uma tendência observada pelo cofundador da Intel, Gordon Moore, em 1965. É por essa razão que a tecnologia foi impulsionada em um ritmo tão rápido.
O que exatamente é a lei de Moore?
A Lei de Moore é a observação de que, à medida que os chips de computador ficam mais rápidos e mais eficientes em termos energéticos, tornam-se mais baratos de produzir. É uma das principais leis de progressão dentro da engenharia eletrônica e tem sido assim por décadas.
Um dia, porém, a Lei de Moore vai chegar ao 'fim'. Embora tenhamos sido informados sobre o fim iminente por vários anos, é quase certo que se aproxima de seus estágios finais no clima tecnológico atual.
É verdade que os processadores estão constantemente ficando mais rápidos, mais baratos e tendo mais transistores incorporados. Com cada nova iteração de um chip de computador, no entanto, os aumentos de desempenho são menores do que antes.
Embora mais recente Unidades de processamento central (CPUs) vêm com arquitetura e especificações técnicas melhores, as melhorias para as atividades diárias relacionadas ao computador estão diminuindo e ocorrendo em um ritmo mais lento.
Por que a lei de Moore é importante?
Quando a Lei de Moore finalmente 'terminar', os chips de silício não irão acomodar transistores adicionais. Isso significa que, para obter mais avanços na tecnologia e trazer a próxima geração de inovações, será necessário substituir a computação baseada em silício.
O risco é que a Lei de Moore chegue ao seu fim sem que haja uma substituição. Se isso acontecer, o progresso tecnológico como o conhecemos pode ser paralisado em seu caminho.
Possíveis substituições de chips de silício para computador
À medida que o progresso tecnológico molda nosso mundo, a computação baseada em silício está rapidamente se aproximando de seu limite. A vida moderna depende de chips semicondutores baseados em silício que impulsionam nossa tecnologia - de computadores a smartphones e até equipamentos médicos - e podem ser ligados e desligados.
É importante saber que os chips baseados em silício ainda não estão 'mortos' como tais. Em vez disso, eles estão muito além de seu pico em termos de desempenho. Isso não significa que não devemos pensar no que pode substituí-los.
Os computadores e a tecnologia do futuro precisarão ser mais ágeis e extremamente poderosos. Para conseguir isso, precisaremos de algo muito superior aos atuais chips de computador baseados em silício. Estas são as três possíveis substituições:
1. Computação Quântica
Google, IBM, Intel e uma série de empresas iniciantes menores estão em uma corrida para entregar os primeiros computadores quânticos. Esses computadores irão, com o poder da física quântica, fornecer um poder de processamento inimaginável fornecido por 'qubits'. Esses qubits são muito mais poderosos do que os transistores de silício.
Antes que o potencial da computação quântica possa ser liberado, no entanto, os físicos têm muitos obstáculos a superar. Um desses obstáculos é demonstrar que a máquina quântica é suprema por ser melhor em completar uma tarefa específica do que um chip de computador normal.
2. Nanotubos de grafeno e carbono
Descoberto em 2004, o grafeno é um material verdadeiramente revolucionário que rendeu à equipe por trás dele o Prêmio Nobel.
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É extremamente forte, pode conduzir eletricidade e calor, tem um átomo de espessura com uma estrutura de rede hexagonal e está disponível em abundância. Pode levar anos antes que o grafeno esteja disponível para produção comercial, no entanto.
Um dos maiores problemas do grafeno é o fato de que ele não pode ser usado como um interruptor. Ao contrário dos semicondutores de silício que podem ser ligados ou desligados por uma corrente elétrica - isso gera código binário, os zeros e uns que fazem os computadores funcionarem - o grafeno não pode.
Isso significaria que computadores baseados em grafeno, por exemplo, nunca poderiam ser desligados.
O grafeno e os nanotubos de carbono ainda são muito novos. Embora os chips de computador baseados em silício tenham sido desenvolvidos por décadas, a descoberta do grafeno tem apenas 14 anos. Se o grafeno deve substituir o silício no futuro, ainda há muito a ser alcançado.
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Apesar disso, é sem dúvida, em tese, o substituto mais ideal para os chips baseados em silício. Pense em laptops dobráveis, transistores super rápidos, telefones que não podem ser quebrados. Tudo isso e muito mais é teoricamente possível com o grafeno.
3. Lógica Nanomagnética
O grafeno e a computação quântica parecem promissores, mas também os nanoímãs. Os nanoímãs usam lógica nanomagnética para transmitir e calcular dados. Eles fazem isso usando estados de magnetização biestáveis que são litograficamente afixados à arquitetura celular de um circuito.
A lógica nanomagnética funciona da mesma maneira que os transistores baseados em silício, mas em vez de ligar e desligar os transistores para criar código binário, é a comutação dos estados de magnetização que faz isso. Usando interações dipolo-dipolo --- a interação entre os pólos norte e sul de cada ímã --- esta informação binária pode ser processada.
Como a lógica nanomagnética não depende de corrente elétrica, o consumo de energia é muito baixo. Isso os torna a substituição ideal quando você leva em conta os fatores ambientais.
Qual substituição de chip de silício é mais provável?
Computação quântica, grafeno e lógica nanomagnética são desenvolvimentos promissores, cada um com seus próprios méritos e desvantagens.
Em termos de qual está atualmente liderando o caminho, no entanto, é nanoímãs . Com a computação quântica ainda sendo nada mais que uma teoria e problemas práticos enfrentados pelo grafeno, a computação nanomagnética parece ser a sucessora mais promissora dos circuitos baseados em silício.
No entanto, ainda há um longo caminho a percorrer. A Lei de Moore e os chips de computador baseados em silício ainda são relevantes e pode levar décadas até que precisemos de uma substituição. Até lá, quem sabe o que estará disponível. Pode ser que a tecnologia que substituirá os atuais chips de computador ainda não tenha sido descoberta.
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Luke é graduado em direito e escritor freelance de tecnologia do Reino Unido. Aproximando-se da tecnologia desde cedo, seus principais interesses e áreas de especialização incluem segurança cibernética e tecnologias emergentes, como inteligência artificial.
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