1: 2018/05/22(火) 08:51:41.87 ID:CAP_USER
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。

続きはソースで

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/
ダウンロード (19)


引用元: 【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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2: 2018/05/22(火) 08:52:44.25 ID:r55vprFw
CPU そんなに急いで 何処へ行く

3: 2018/05/22(火) 08:56:37.63 ID:ZVkUKWpq
フレッツ光よりすごいの?

4: 2018/05/22(火) 08:58:36.61 ID:UMIL7Ab9
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

5: 2018/05/22(火) 08:59:28.64 ID:gFyaUeMI
CPUの行き先なんていつの時代も数年後のゴミ箱だよ

6: 2018/05/22(火) 09:00:11.90 ID:jzAOXDl9
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

7: 2018/05/22(火) 09:01:08.30 ID:xvH3GQoo
発熱も100万倍というオチじゃないだろうな

8: 2018/05/22(火) 09:01:26.71 ID:2Ru9Qz/B
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

12: 2018/05/22(火) 09:17:28.04 ID:gdPk+4D7
開発速度は…

13: 2018/05/22(火) 09:17:38.68 ID:FTUJouTa
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

14: 2018/05/22(火) 09:18:53.91 ID:atnnmjIR
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

15: 2018/05/22(火) 09:23:31.16 ID:VV4h2f6P
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

19: 2018/05/22(火) 09:30:25.72 ID:KqnnbTnY
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

20: 2018/05/22(火) 09:32:18.81 ID:I3HqjUcu
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

22: 2018/05/22(火) 10:04:13.96 ID:PH+d3PMu
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。

23: 2018/05/22(火) 10:11:55.99 ID:3XJLx/w4
これってメモリ?か回路?なのよくわからない記事。

26: 2018/05/22(火) 10:31:05.14 ID:PH+d3PMu
>>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。

56: 2018/05/22(火) 14:56:42.73 ID:ez/N90PT
>>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

59: 2018/05/22(火) 15:06:02.59 ID:USeSDsh8
>>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

72: 2018/05/22(火) 17:55:04.35 ID:zHCl+SsU
>>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

75: 2018/05/23(水) 10:40:41.08 ID:E6azjLin
>>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。

24: 2018/05/22(火) 10:22:57.79 ID:oJzGypZY
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

25: 2018/05/22(火) 10:30:29.02 ID:RRDvtTPE
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?

60: 2018/05/22(火) 15:27:51.60 ID:fcqImVz5
>>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

36: 2018/05/22(火) 11:12:25.04 ID:EWrxxX+j
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

48: 2018/05/22(火) 13:18:26.66 ID:KIG308Ig
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

49: 2018/05/22(火) 13:28:54.15 ID:IAiZ0pA3
>>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

52: 2018/05/22(火) 14:02:36.81 ID:YwgHHnqx
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