【IT】レーザー光がコンピューターの動作を100万倍速くする[05/22]
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スマートフォンやPCの心臓部にあるCPUでは、0と1のデジタル信号が1秒間に10億回以上も処理されています。
そんな状態でも、さまざまな要因で「このスマホ、動作遅いなぁ……」と思ってしまうこともある中、
新たに「レーザー光」を使うことで従来のプロセッサの100万倍も高速に動作できる可能性を示す新技術が開発されています。
Lasers Could Make Computers 1 Million Times Faster
https://www.space.com/40622-laser-computer-speed-quantum.html
この研究は、ミシガン・カレッジ・オブ・エンジニアリング大学の研究チームが進めてきたものです。
チームでは、六角形の格子状に作られた特殊な構造にレーザー光による光のパルスを照射することで、
極めて高速に0と1の状態を作り出すことができる技術の基礎を作り上げました。
その「高速」がどれほどのものなのかというと、1秒間に書きかえられる回数は「1×10の15乗回」というもの。
数字を並べると「1,000,000,000,000,000」で、日本語の桁で表すと、「1秒間に千兆回」というとてつもない単位に。
これは、現代のプロセッサよりも100万倍速い性能を実現することが可能になるとのこと。
この実験では、タングステンとセレニウムの原子が交互に並んでハニカム形状を構成する格子上に、
赤外レーザー光をパルス状に高速に点滅照射することで、0と1のビット状態を再現しています。
そしてこの時、ビット状態を再現するのは「電子のトラックの位置」であるとのこと。
ほとんどの分子では、原子を取り巻く軌道にある電子が刺激を受けて興奮状態(励起(れいき)状態)に置かれると、
複数の量子状態「擬似スピン」の状態に変化します。これは、原子を取り巻く電子周回トラックが複数あり、
励起された電子がとなりのトラックへとジャンプするようなものとイメージすれば良いとのこと。
励起されていない時、電子は分子の近くに留まり、安定的に周回を行います。
しかし、レーザー光などの刺激を受けることで電子は励起され、
通常の外側のトラックに移ってそのエネルギーを消費する必要が生じます。
タングステンとセレニウムの格子は、この励起された電子が入ることができるトラックを2つだけ有しています。
この格子に対し、ある配向のレーザー光をパルス照射すると電子は一方のトラックに入り、
別の配向のレーザー光を照射すると今度はもう一方のトラックへと移動するとのこと。
すると、理論的にはどちらのトラックに電子が存在しているかによって0と1を再現するデジタル信号となります。
この時、励起されて別のトラックに移動した電子が再び元のトラックに戻るまでに要する時間は1フェムト秒(1億分の1秒)であるとのこと。
これを利用して、パルスを与えるタイミングによって「1-0-0-1-0-1-1-0-0-0-1」というような状態を作り出すことで、
コンピューターが扱う情報に利用することが可能になります。そしてこの動作が極めて高速であるというのが、
新しい「レーザーコンピューター」が超高速で動作できるとする根底となっています。
研究チームはまた、この格子が「常温量子コンピューティング」に利用できる可能性を示しています。
一般的に、量子コンピューターは電子のノイズをシャットアウトするために絶対零度近くにまで冷却する必要があり、
実用化に向けてまだまだ数多くの課題を残しています。
しかし今回の研究チームは、理論的にはこの格子内の電子を1および0の「重ね合わせ」の状態に励起することが可能であると示唆してます。
実際にレーザー光を使った新型コンピューティングデバイスが形になるまでにはまだ時間がかかりそうですが、
「ムーアの法則」が限界に達したとされる現代のコンピューター技術から次のステップへとジャンプアップするための技術となる可能性が秘められています。
関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/05/21/laser-make-computers-1-million-times-faster/snap5797_m.png
GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180522-laser-make-computers-1-million-times-faster/ 100万倍とかもういいから急いで2倍速くしてくれ
たのむわ CPUの行き先なんていつの時代も数年後のゴミ箱だよ 人間の脳で神経回路がスパークするの思い出した
電子の海でカンブリア爆発、早よ 理論はあってもそれを実用化するのが難しい
元々言われてた事だからな この歌のサビはイケる
ガッツだぜ、愛は勝つ、それが大事
そして2018年は
『人生はリベンジマッチ』
↑
名曲、ユーチューヴ検索
★カバー、コピー大歓迎。 女性が歌ってもイイネ マドンナと娘の「わき毛」に注目集まる。セレブに学ぶ、自分の身体を「選択」することの意味
http://hawbmk.provisms.com/201805222_5.jpg その話は実用化の目途がたってからだ
↓
実用化の目途がたった 宣言
↓
まて、その前に製品が出てからだ
↓
… なしのつぶて こんなので暗号解析されたら今の仮想通貨は全部アウトやん 温度についての問題が解決できなければ不可能なんでしょ レーザー光を1秒間に千兆回点滅させるだけで
1秒間に千兆回の処理が出来るのか
簡単だな 情報を書き込んだ原子からはどうやって読みとるん?
読み取るたびに情報消えちゃうなら使いもんにならんだろ
あ、都度メモリに書き込めば解決か トラックってなんんだよ 電子軌道って書けよ わかりにくい文章だな CPUコア間とかCPUと大容量メモリをつなぐなどで使えるんだよ、
あと光=電磁波=電波なので光以外の周波数であっても信号のやりとりができる
たとえばGPUで実装されている最新メモリ技術HBMのTSVの置き換え
多数コアを実装したCPUでのCPUコア間通信の置き換え、
IBMはすでに5年ぐらい前から実験試作でCPUコア間通信の実証製品を出している
スパコン用だけどな。 余計な機能を200万倍つけるから結果的に重くなるという 今使っているマウスがレーザー光、そのものだ。
これで早いかは分からない速さ。
指が動く前にすでにポインターが動く優れモノ? >>23
最先端の半導体の面積で半分以上を占めているのが配線な、消費電力のほとんども配線抵抗と
配線の隣接浮遊容量が閉めている。最高集積度のそれは電熱器状態だよ。
電気信号は近距離なら抵抗値が低い、トランジスタの隣のラッチメモリとDRAMじゃ1万倍
ではすまない遅延がある、つまり抵抗値が0なら光と同じ速度で信号を伝達できるってこと、
その伝達ができないからこそ局所の小さい部分にCPUの演算部分をできるだけ小さく収納し
相互の情報伝達をできるだけ減らそうとしている、できるだけ近い位置に小さいメモリを配置
それを多段で行うことで遅延を隠蔽するように作られている。
多コアCPUにするほどその遅延が恐ろしく計算のブレーキになり道路の交通渋滞のように
働く、それを解決するのが光通信の1歩、光トランジスタですべての回路を実現する必要などない
CPUの周波数は原理となるトランジスタならギネス記録で700GHz程度までおこなれるのが
最先端だから、同時処理のビット数を減らせば電気信号だけで普通に周波数を可能性が高い、
だがメモリは違う、主記憶になっているDRAMのコンデンサー部分は未だに30nsから50ns程度
の充電放電速度だコンデンサーなので速度は上げられない、30年前から2倍程度しか早くなっていない、
メモリが足を引っ張っている、超並列にしてそれをDDR4-4000MHzなどのように隠蔽しているだけ、
そのDRAMプロトコルをする部分はたとえばRyzenの回路みればわかるCPU1コアとDRAM1chの
回路は同じ規模(面積)だ。 あれ?何年も前に日本の大学で同じようなの出してたよな? このニュース4−5年も前のだろ
ちゃんと調べてから投稿してね >>28
それは技術的本物だけど、一般人が望む万能コンピュータとはまったく異質なもの
コンピュータいうと万能の汎用技術と思い込んでいる人たちには悪意でしかない
それでエロげーが早くなるとか、動画エンコードが早くなるとか、まったくない、
そういうことができないものをコンピュータ実用化へという流れは記者の無知から始まる、 【追悼】登山家、栗城史多さんの死去を受け、支援企業が追悼コメント。リクルート「信じられない」江崎グリコ「とても悲しく残念」★2
https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1526947346/
このスレの書き込みを見てください
5ちゃんねらーのクズさがよくわかります 【追悼】登山家、栗城史多さんの死去を受け、支援企業が追悼コメント。リクルート「信じられない」江崎グリコ「とても悲しく残念」★2
https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1526947346/
このスレの書き込みを見てください
5ちゃんねらーのクズさがよくわかります >>31
クルマの場合レーシングカーで、走行技術の可能性を求めているのだし
富士通の場合もコンピューターでその可能性があるね。
一般車といえる、市販のコンピュータやパソコンやスマホにその技術が
転用されるのは、それほど先のことじゃないだろう。 10倍とかじゃなくて100万倍?、でも実用化はないな。研究室の中でとかだろ >>35
東大が最近実現したのは、ホンモノの量子コンピュータの試作機はずだった
と思う。 >>37
×試作機 → ○試作器
つまりアルゴリズム原理実証の実験部分です、たとえば現在実証されている核融合炉のそれと同じ、
核融合反応を起こしているが現実には発電所としては成立しない。
いま騒がれている量子コンピュータや、そのもどきはスパコンの局所性能を超えられない
限定条件つきで超える実験成果もあるが、それは使い物にならない機械ではなく器のほうの器械だろう。
日本で最初の電卓にマイコン(CPU)を採用する手前の状態、コンピュータ言うまえの
演算器レベルの話になる、量子演算器というほうが適切である。
そもそも量子ゲート方式では因数分解類似のアルゴリズム以外は実証されていない。
汎用をしめす量子チューリングマシンは原理的に従来のコンピュータ原理を超えられないし性能的に恐ろしく無理がある。
100mぐらいのワイヤーを伸ばして40000000mが必要な宇宙エレベータの実験成功いっているレベル。
それは韓国のロケット花火起源と現実に衛星軌道に確実にロケットを上げる総合技術の差以上にある。 >>38
東大のが原試作機の、(器)なら、富士通の量子コンピュータ並みの
新型機(器?)にガンバってもらえばいいだろうな。 >>39
富士通のそれも集積回路に足をつっこんだレベルで、
世界初の4bit CPU intel i4004の粋にすら達していない。
原理の実証実験と応用の模索段階のそのレベルに期待しすぎ、
つまり核融合が1発反応だけ実証されたから、すぐに実用になるという妄想に近い、。
実用になるには原理だけではどうにもならない、
予算の額を見ればわかる、巨大企業の大手が唾つけた投資額も
ごくわずかであって、その投資額の規模=市場規模の期待のレベルにすぎない。
額が小さいってことは、がんばれ、どうにかなるかもしれない、
とりあへず応援の仕度金をもらった程度ってこと、
事務所を作るだけで1億円とかかかるそういう業界で、100億程度では研究者を集める程度
で試作が限界、1000億円規模で実際に現実に使える量産製品につなげる初めの1歩、
世界の概念をいっそうするレベルになるには10兆円とかの規模になる。
超巨大企業が投資した現実の額をしっていれば、どんだけ他のそれの投資からみて
小額だってことがわかるさ。ニュースだけ大きく宣伝しているニュース料金の粋だろう。 >>16-17
これ手動なのかよ 5毛ぐらいもらえるのか そんなことは昔から分かってるんだけど
そんな装置作れないじゃん(笑) >>41
でもパソコンは30年で1万倍も速くなってないから
それを考えると桁違いすぎるのだが >>40
世界初の4bit CPU intel i4004 って 昔、通信教育でマイコンの自作
用の使ったやつだろ。違うか?? >>34
車で例えればこの富士通の量子コンピューターはF1カーみたいなもので特定用途にはウルトラ高速だがそれ以外使いみちない代物だろ >>46
富士通に聞いてくれ
おれが知るわけないだろ 100万倍だと天気予報が3km間隔ぐらいになるんかな、いや300m?
番地単位で予報できたら凄そうだな
ごちゃごちゃしてテレビでは放送しにくいだろうけど >>スマートフォンやPCの心臓部にあるCPUでは、
0と1のデジタル信号が1秒間に10億回以上も処理されています。
まずこれが理解できない 光コンピュータはシリコンに負け続けた歴史しか思い浮かばない
まあ量産化出来る段階になって勝負できそうなら記事にしてくださいw 現行のPCも20年ぐらい前のPCに比べたらそれ以上に速くなってるんじゃないのか クロック数が上がっても論理回路の遅延で演算速度は制限されるんだよ!
CPUには使えないだろこの技術… >>26
まあSRAM使えばもっと演算速度は上がるんだけどな
実際AMDはキャッシュ(SRAM)を盛って処理能力を上げてる
確か一次キャッシュが19MB?
描画を行わないなら今でもCPU演算速度は数倍〜数十倍に上げられる >>47
写真見るとDigital Annealerって書いてあるじゃん
これはイジングモデルを物理的に再現するもので、原理としてはD-Waveの量子コンピューター()と同じ
一般人が考えるような音楽聞けたり写真を編集できたりする万能汎用(量子)コンピュータではない
>>56
一次キャッシュ19MBは盛りすぎ
SRAMは値段糞高いし面積当たりの記録密度低いし、回路が複雑だから
沢山積むと売価に即直結する >>25
> 今使っているマウスがレーザー光、そのものだ。
光学式マウスの光は発光ダイオードによるものであって半導体レーザーによるものじゃない
発光ダイオードと半導体レーザーとは近いと言えば近いがはっきりと違うもので光の性質も別
どちらも波長が揃った単色光だが発光ダイオードの光はレーザー光とは異なり光の位相が揃っていない つまり、今はまだ新しいPC新調のタイミングではないということだな? 量子コンピュータは、これのことか。
日本の量子コンピュータは、真っ赤なうそだからな、
文部科学省とそれに力入れてるという内閣官房、
日本では税金の無駄にしか過ぎないから >>61
いつやるの?今でしょ!
と言う訳でドスパラGalleriaのZZ買いましょうか
GALLERIA ZZ(ガレリア ZZ)7407|ゲームパソコン「ガレリア」|BTOパソコンならドスパラ公式通販サイト
https://www.dospara.co.jp/5shopping/detail_prime.php?mc=7407&sn=3546
俺これ買ったけどOSの立ち上げも糞速くてゲームもスムースそのもので本当に感動するぞ、おすすめ でも
大きさは
冷蔵庫くらいありますwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww ○○倍の性能 ○○の可能性
botが文字数稼ぎに乱発記事書いてるっぽいなぁ >>64
OSの立ち上げなんてSSD入れるだけで早くなるやん 1クロックあたり
光が動ける範囲が十センチとかで
もうどうにもならないとか
そういう話はどうなるんだろう
あとはリーク電流的な話は
メモリにデータを読み書きする話と
演算する部分はまた別の話なのかな >>67
俺の前のPCHDDだったからさ…
まぁ書き込み回数制限が怖くて起動ドライブには今までしてこなかったんだけど >>59
すまん一次キャッシュ19MBではないな
キャッシュ合計で19MBだったわ 処理速度が100万倍じゃなくて、メモリ読み書き速度が100万倍って話じゃねぇか
紛らわしい… >>68
1クロックあたりの性能を上げるには一般的には周波数をあげるように見えるが現実は違う、細かい部分でワイヤード回路で
信号の差動遅延原理で並列に処理し、あたかも周波数があがったように機能させる。
1命令で4クロックかかっても、パイプラインによって8命令同時に処理できれば0.5クロックで1命令という換算になる。
光を使う部分は発熱対策が要点だろ、トランジスタは周波数x電圧x電圧=消費電力のように廃熱する、つまり周波数があがらない。
電気は配線の表面面積に比例する、半導体のほとんどが配線部分であるからこそ遅延よりも総配線抵抗が問題になる。
金属抵抗そのものの抵抗値ではなく電気配線である物理原理により自由電子が移動する金属の表面には必ず余剰の電子が
生じ隣接する回路とコンデンサーを形成する。いまの配線数はトランジスタ数をみれば明白で恐ろしく容量の大きいコンデンサー
としてはたらき、電位を反転するごとに金属抵抗のように機能する。
このときの遅延は総配線では問題になるが極所配線での遅延で問題はすくない、問題になるのは動作周波数による熱だ、
それも極所熱だ、すでに何世代も前に半導体の表面が発生する熱は原子炉の発生する同じ面積あたりの熱発生量を越えている。 >>72
AMDの広告関連批評記事にだまされている
キャッシュの単純増量に比例して性能を上げるならばL1,L2,L3と段階を経て増量する意味はない
単にすべてをL1大容量とすればいいだけの話だ。
そしてAMDはCPUコア単位で利くそれらを1つのL2+L3キャッシュのような構造を作っているのは
事実であり嘘宣伝とはいいきれない、
問題はキャッシュ容量を10倍にしてもメモリ性能は2倍がいいところ、結局はキャッシュを飽和する状況が
成立すればキャッシュは足かせで逆に性能を落とす原因になる。
この飽和をさせないために大容量化をしているだけだ。
AMDの数値だけのトリックは"K6"というCPUを作った時期にすでにやっているわけで、AMDの言い訳はインテル
のコンパイラがすべてAMDに悪いように作られているということ、その古い世代の言い訳は新しいAMDのCPUで
すべて解決しているはずなのに性能が上がらなかった。つまり嘘と同じ。
最新のRyzenにおいてはメモリ(DRAM)という足回りで性能をintelより伸ばす手法が奏功している、これは良い点だ、
だがキャッシュ周りはL2+L3という変則キャッシュによって逆に遅延を引き起こしているのでキャッシュの総量での
性能は劣勢としかいえない、各社のキャッシュレイテンシーの測定実績が実証している。
Intelが優勢を奪われたのはコスパだけの問題といえる、コア数性能がでるCINEBENCHでも28コア56スレ単一CPU
のXeonには対抗できない、そして周波数に依存するシングルスレッド性能はAMDの恐ろしく細かい省電力管理が足かせに
なって上げるのが難しくなっている。
"TjMAX"で言う最高耐熱温度を上げられないAMDはこれを解決しないと周波数を上げるのは無理がある。
だがデスク向けAMD CPUに関しては最高の8コアを作った、需要タイミングにちょうどいいベストだといえる。 俺のパソコンにレーザーポインターあててもちっとも速くならないじゃんか ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています