.........สวัสดีครับพี่ๆ น้องๆ เพื่อนๆ ชาว ZigzaG Blogger หลังจากที่ผมห่างหายจากการเขียนบล๊อกไปนาน เนื่องจากผมติดธุระหลายอย่าง กลับมาคราวนี้ผมได้นำความรู้ดีๆ มาฝากเพื่อนๆ ชาว ZigzaG Blogger โดยนำเสนอเรื่อง "คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง ในอนาคต (High Performance Computer in the Future)" โดยได้นำความรู้ที่ได้จากการศึกษามาจากหนังสือ มโนทัศน์แห่งอนาคต ที่เขียนโดย Michio Kaku และแปลเป็นภาษาไทยโดย อ.กุลพันธ์ พิมสมาน ซึ่งเพื่อนๆ สามารถหาซื้อฉบับเต็ม ได้ที่ร้านหนังสือนายอินทร์ แต่ที่นำมานี้ เป็นบทหนึ่งจากหนังสือ โดยสรุปและค้นคว้าข้อมูลมาประกอบเพิ่มเติม เพื่อให้ง่ายต่อการอ่านและทันสมัย เพื่อประโยชน์แก่ เพื่อนๆ พี่ๆ น้องๆ ทุกๆ ท่านครับ
 |
| ตัวอย่าง Silicon wafer ของ AMD 45 nm ที่มา: www.veriton.co.uk |
แต่เมื่อไม่กี่ปีมานี้นักวิทยาศาสตร์ฟิสิกส์ ที่มีชื่อเสียง ได้ทำวิจัยเกี่ยวกับเรื่ององค์ประกอบของซิลิกอน ซึ่งข้อมูลที่ได้จากผลการวิจัยนั้นสรุปว่า "องค์ประกอบของซิลิกอนนั้น ไม่สามารถถูกลดขนาดลง ให้ได้ต่ำกว่า 0.1 ไมครอน มากกว่านี้แล้ว" เมื่อนี้คือขีดจำกัดของทางวิทยาศาสตร์ ดังนั้นเทคโนโลยีสมัยใหม่จะต้องถูกนำเสนอขึ้นเพื่อแกะทรานซิสเตอร์ขนาดจิ๋วบนแผ่นซิลิกอน และนอกเหนือไปจากปัญหาดังกล่าว ความเร็วของสัญญาณไฟฟ้าก็จะช้าเกินไปสำหรับคอมพิวเตอร์ในอนาคต โดยซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันที่มีความเร็วในการประมวลผลอันดับที่ 1 (จาก TOP 500 Supercomputer site) คือ เคคอมพิวเตอร์ของญี่ปุ่น(Japan's K Computer) ที่สามารถคำนวณด้วยอัตรา 10 เพตาฟลอปต่อวินาที หากนำมาเปรียบเทียบนั้น เชื่อว่าสมองของเราจะคำนวณเป็นประจำที่อัตรา 10 เทอร์ราฟลอปหรือเร็วกว่านั้น ซึ่งถูกแซงโดยซูปเปอร์คอมพิวเตอร์แล้ว
 |
| เคคอมพิวเตอร์ของญี่ปุ่น(Japan's K Computer) ที่มา: cdn.physorg.com |
โดยได้ทำการค้นคว้าและวิจัยเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยมีแนวโน้มว่าจะสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ประมาณนี้ คือ คอมพิวเตอร์แสงซึ่งคำนวณบนแสงเลเซอร์ที่กวัดแกว่งและคอมพิวเตอร์โมเลกุลซึ่งคำนวณระดับอะตอม และที่น่าทึ่งก็คือ ดีเอ็นเอคอมพิวเตอร์ซึ่งแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ได้เร็วกว่าซูปเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ถูกสร้างขึ้นแล้ว และยังกล่าวถึง ควอนตัมคอมพิวเตอร์ ที่อาจจะเป็นสุดยอดคอมพิวเตอร์อีกด้วย
จากผลงานวิจัยที่ได้ค้นคว้าต่างๆ นักฟิสิกส์และวิศวกร ได้เริ่มต้นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเปลี่ยนแปลงตัวประมวลผล(CPU) และขยายช่วงชีวิตของมันโดย การสร้างตัวประมวลผลขนาดเล็กให้เป็นลูกบาศก์โดยแกะชั้นทรานซิสเตอร์บนกันและกัน ซึ่งข้อดีคือ การอัดทรานซิสเตอร์เข้าไปในปริมาตรเล็กๆ จะทำได้ดีกว่า และระยะทางที่อิเล็กตรอนเดินทางนั้นจะลดลงด้วยเช่นกัน
แต่มีปัญหาในการแทนที่ชิพด้วยลูกบาศก์เช่นกัน แต่ที่สำคัญกว่าคือความร้อนมหาศาลที่พวกมันสร้างขึ้น ความร้อนที่ผิวของไมโครชิพสร้างนั้นเท่าเตาย่างร้อนๆ ที่รุนแรงพอจะละลายตัวมันเอง วิศวกรก็ได้แก้ปัญหาความร้อนนี้โดยการสร้างระบบทำความเย็นอันละเอียดละออ และก็จัดการซ้อนกันของไมโครชิพซึ่งช่วยลดการแผ่ความร้อนลงมาก เพราะพื้นที่ผิวการทำความเย็นลดลงสำหรับทรานซิสเตอร์ในแต่ละตัว(แต่ถ้าเพิ่มขนาดของไมโครชิพเป็น 3 มิติ เป็น 2 เท่า ความร้อนก็จะเป็น 8 เท่า แต่ความสามารถในการเย็นตัวลงจะแปรผันตรงกับพิ้นผิวซึ่งกลายเป็น 4 เท่า ดังนั้นมันจึงยากเป็น 2 เท่าที่จะให้ไมโครชิพ 3 มิติเย็นลงถ้าเราเพิ่มขนาดเป็น 2 เท่า) ความร้อนที่เกิดในไมโครชิพเหล่านี้เป็นผลมาจากความต้านทานไฟฟ้า โดยปัญหาความร้อนนี้ได้แก้ไขบางส่วนจากระบบทำความเย็นที่สร้างขึ้นอย่างประณีตและซับซ้อนจากไฮโดรเจนเหลวและฮีเลียมเหลว แต่มันมีราคาแพงมาก
 |
| Cube Processor ที่มา: seesfu.deviantart.com |
นอกเหนือจากการสร้าง หน่วยประมวลผลที่เรียกว่า ลูกบาศก์จิ๋ว 3 มิติ นี้ ยังมีวิธีอีก 2-3 วิธีที่ถูกเสนอ ในการสร้างชิวิตใหม่ให้แก่เทคโนโลยีชิพแบบซิลิกอน ซึ่งจะกล่าวในตอนต่อไปนะครับ
ติดตามบทความเรื่อง "คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง ในอนาคต ๒" เร็วๆ นี้นะครับ
อ่านเพิ่มเติม
http://www3.ipst.ac.th/research/assets/web/mahidol/computer(10)/future/future_index.htm
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น