Geleceğin teknolojileri!

Yakın gelecekte gerçek olacak bu bilgisayar teknolojilerini gördüğünüzde, çok şaşıracaksınız!

Geleceğin teknolojileri!

1965 yılında ortaya atılan Moore Kanunu, bilgisayarların işlem gücünün her 18 ayda bir iki katına çıkacağını ön görüyordu. Bu yasa, zaman içinde sorgulanmış olsa da, ufak yanılma payı dışında, gerçekçi olduğu ortaya çıktı. İşin aslı,  Gordon Moore bu kuralı 1965 yılında kaleme aldığında aslında kendisi bile bu kadar uzun süre geçerli olacağına inanmıyordu. Hatta o dönemde, işlemci gücünün 18 ayda bir ikiye katlanacağı kuralını kimse ciddiye bile almadı. Ancak bugün kimse bu kurala gülmüyor zira zaman Moore kuralını haklı çıkardı. Gerçekten de hem bilgisayar endüstrisi hem de tüketiciler, ortalam 18 ayda bir, iki kat daha güçlü işlemciler talep etmeye başladılar.

Bugün işlemciler aslında çok eski bir yöntemle üretiliyor. Saf silikon katmanları üst üste konulup çeşitli işlemlerden geçiyor, çok keskin lazerlerle kesiliyor ve yüksek enerjili partiküllerle bombardımana tutuluyor ardından ve elektrolize ediliyor.

Bu sırada 20 farklı işlem katmanı uygulanıyor ve daha da ilginci, mikro boyuttaki modüller, akıl almaz şekilde işlemcilerin içine büyük bir keskinlikle yerleştiriliyor ve bu süreç giderek küçülüyor. Giderek daha küçük modüllerle çalışmak zorunda kalan bilgisayar endüstrisi, bu gidişatın sonsuza kadar sürmeyeceğinin farkında. O nedenle, gelecekte bilgisayarların daha güçlü olabilmesi için yeni üretim teknikleri hatta yeni teknolojiler icat edilmek zorunda. Peki, bugünkü işlemci teknolojisinin yerine hangi teknolojiler geliştiriliyor?


Neuromorphic Chips

Bilgisayar teknolojisi ilerledikçe yapay zekanın da güçlenmesi bekleniyor. Bu da kendi kendine öğrenen ve kendini geliştiren bilgisayarların ortaya çıkması anlamına geliyor. Bu aynı zamanda nöral ağların da ortaya çıkmasını sağlayacak. Nöral ağlar, insan beyninin yapısını taklit ediyor olacak. Böylece teorik olarak, bilgisayarlar insan beynine yaklaşmış olacak. İşlemcilerin içinde, aynı beyinde olduğu gibi, nöronlar ve onların arasında veriyi taşıyan sinapslar bulunacak. Problemler çeşitli ağırlıklara göre kategorilendirilecek ve sinapslar bu problemleri ağırlıkarına göre nöronlar arasında taşıyarak cevap bulmalarını sağlayacaklar. Böylece dijital beyinler neyi nasıl yapacaklarını öğrenecekler. Ancak bu tür bir öğrenme süreci, bugünün teknolojisi ile son derece yüksek maliyetli işlemcilerin üretilmesini gerektiriyor. Dolayısıyla Neuromorphic işlemciler ortaya çıktığında bilgisayar teknolojisi yeni bir kavramla karşılaşacak: Kendini geliştiren bilgisayarlar...

IBM ve DARPA halihazırda bu teknolojiyi geliştiriyor ve ismi de Project SyNAPSE... SyNAPSE projesini tanımlamak gerekirse, en basit yorumuyla, insan beynini dijital olarak yaratma projesi diyebiliriz. IBM bu işi başarırsa, bugün duyduğunuzda inanamayacağınız teknolojiler gerçek olacak. IBM şimdiden bu işlemciler için kod yazacak yazılımcıları eğitiyor ve işlemcilerin pratik kulanım alanları için çalışmalar yürütüyor. Elbette bu işlemcileri uzun bir süre evimizde göremeyeceğiz ama onlar modern dünyada yeni bir devrim yaratacaklar.


Micron Hybrid Memory Cube

Bugünkü bilgisayar teknolojisinin gelip gelip tıkandığı en önemli şişe ağzını tespit etmek gerekirse, günümüzün RAM teknolojisini işaret etmek yanlış olmayacak. İşlemcilerin içindeki Cache belleklerin işlemciyle iletişiminde büyük bir problem yok. Ancak işlemcinin RAM modülüne veri gönderip geri alması son derece uzun bir zaman alıyor.  Ayrıac sabit diskten RAM'e ve oradan işlemciye giden yok çok daha uzun sürüyor. 

Eğer bir karşılaştırma yapmak gerekirse, işlemcinin kendi içindeki hafızaya bir sorgu göndermesi, bir insanın kendi evi içinde bir eşya aramasına benziyor. İşlemcinin RAM'e bir sorgu göndermesi, evden çıkıp 5 kilometre ötedeki süpermarkete gitmeye benzetilebilir. İşlemciden sabit diske sorgu göndermek ise, evden çıkıp Ay'a gitmek anlamına geliyor. Dolayısıyla, bilgisayarlarımızın içindeki bu RAM belasını yenmeden, bilgisayar dünyasında devrim yaratmak kolay iş değil.

Micron teknolojisi, bu alanda bir devrim yaratabileceğe benziyor. Standart DDR teknolojisinin çok ötesinde yeni bir teknik kullanan Micron teknolojisi sayesinde RAM modüllerini bir küp formunda dizayn edip çok daha geniş bir bant üzerinde çalışmasını sağamak mümkün. Bu hafıze küpleri doğrudan ana kart üzerine ve işlemcinin hemen yanına inşaa ediliyorlar. Bu yeni teknik sayesinde, bu yıl devreye girecek DDR4 teknolojisinden 5 kat daha hızlı RAM iletişimi sağlamak mümkün olacak. Üstelik küp RAM'lar %70 daha az enerji yakacak. Bu da dev veri merkezlerinin daha az enerji tüketmesi anlamına gelecek.


Sabit disk niyetine RAM

RAM'lerin en büyük handikabı, üzerinden geçen verileri saklayamıyor oluşları. Yani veriler işlevlerini yaptıktan sonra uçuyor. RAM aynı veriye tekrar ihtiyaç duyarsa, sabit diskten veya Cache'ten aynı veriyi tekrar çağırmak zorunda. Sabit diskleri üretmek ucuz ancak bunlar RAM olamayacak kadar yavaşlar. Cache'ler RAM'lerin görevini alabilirler ama onlar da çok pahalı. 

HP burada devreye girerek Memristor Depolama isimli yeni bir çözüm üretti. Memristor'lar, veriyi sabit disk gibi içinde saklayabilen ve RAM kadar hızlı olabilen yeni bir hafıza modülü. Bu modüller bir sabit disk boyutunda oluyor ve haliyle koca bir işletim sistemini içinde saklıyor. RAM'in işi bittiğinde veri uçmuyor, RAM'deki odasında saklı kalıyor. Dolayısıyla, bir bilgisayarı açmak için gidip sabit diskten işletim sistemi dosyalarını okuyup RAM'de işlemek için zaman kaybetmek yerine RAM kendi içindeki depolama alanından işletim sistemini çağırıp, sadece bir-iki saniye içinde bilgisayarı açıveriyor.

HP bu sistemle çalışan The Machine isimli yeni bir bilgisayarı sene başında tanıttı. Teknoloji dünyası, insanoğlunun 50 yıldır bilgisayar teknolojisine, yazılım dillerine, bugünkü sisteme yaptığı trilyonlarca dolarlık yatırımın çöpe atılıp The Machine'in sistemine geçmesinin imkansız olduğunu vurguladı ama HP, klasik bilgisayarlardan çok daha hızlı ve yetenekli farklı bilgisayarlar yapmanın mümkün olduğunu ispatladı.

Memristor'lar, standart RAM'lerden 128 kat daha yoğun bir yapıya sahip ve bu da onların çok daha hızlı çalışmasını sağlıyor, çok daha az enerji tüketiyorlar, çok daha pratik bir bilgisayar yaratıyorlar. HP'nin The Machine'i yakın zamanda ev kullanıcılarının salonuna girmeyebilir ama bu yapısıyla yakında veri merkezlerinin vazgeçilmezleri arasında yer alabilir. Ancak öncelikle bu yeni bilgisayarı çalıştıracak yeni işletim sistemlerinin, yeni uygulamaların yazılması ve klasik bilgisayar dili ile uyumlu olmasının sağlanması gerekiyor.


Grafen İşlemciler

Grafen, karbon atomlarının çok güçlü bir bağ ile bir araya gelmesiyle oluşan ilginç bir madde. Son derece iletken olan Grafen aynı zamanda esnek ve dayanıklı bir materyal olarak da dikkat çekiyor. Bilim dünyası Grafen sayesinde uzay asansörlerinin, vücut zırhlarının ve güçlü pillerin yapılabileceğini tahmin ediyor ve bu konuda çalışmalar da devam ediyor. Grafen'in bir diğer kullanım alanı ise, bilgisayar işlemcileri olacak gibi görünüyor.

Klasik slikon işlemcilerin pabucunu dama atacak olan Grafen işlemciler sayesinde işlemcilerin içindeki transistörleri küçültmek yerine, mevcut transistörleri daha hızlı çalışacak şekilde tasarlamak mümkün olacak. Grafen'in silikona karşı bir avantajı da dayanıklılığı. Bugünkü silikon çipler, 9 GHz hıza ulaştığında artık yanmaya başlayacaklar zira silikonun veri iletiminde dayanabildiği maksimum hız 9 GHz. Bu hızdan sonra silikon o kadar çok ısınıyor ki, en ufak bir hatada bütün evinizi yakabilecek o işlemciyi evinizde bulundurmak istemeyeceğinize emin olabilirsiniz. Zaten deneysel olarak üretilen bu tür işlemciler sıvı nitronjenle soğutularak çalıştırılıyor.

Grafen ise, 500 GHz hıza kadar, ısı sorunu yaşamadan çalışabiliyor. Bu da onu, silikonun en önemli varisi yapıyor. Teknoloji dünyası, silikonun sınırına ulaştığında, artık Grafen kullanmaya başlayacak ve bu konudaki çalışmalar tüm hızıyla devam ediyor. IBM, prototip Grafen çipleri üzerinde çoktandır test yapıyor. Ne yazık ki, Grafen işlemcileri toplu olarak üretmek son derece zor ve bu maddenin kendi kendine kapanma özelliği, ondan klasik transistör yaratmayı imkansız hale getiriyor. Dolayısıyla, Grafen ile yepyeni mantıkla çalışan bir işlemci üretmek gerekiyor.

Samsung, topluca grafen işlemci üretebilecek bir teknik geliştirdiğini duyurdu. Dolayısıyla şimdi geriye kalan tek problem, bu maddeden inşaa edilecek yeni bir işlemci mimarisi oluşturmak. Normal transistörler, aldıkları elektrik akımına göre açık veya kapalı olarak kodlanabiliyorlar. Bu sayede klasik işlemcileri üretmek mümkün oluyor. Grafen transistörler ise ne kadar akım alırlarsa alsınlar, kendilerini kapatmaya meyilliler ve bir saniyede binlerce kez kapanabiliyorlar. Samsung, bu sorunu da çözecek farklı tipte bir işlemci yarattığını duyurdu ancak o işlemciyi klasik bilgisayar dünyasında kullanmak şimdilik mümkün değil. 

Resimlerle: Tarihe karışan 10 ürün ve teknoloji

Kaynak: CHIP Online