moore yasası'nın sonu

çok uzak olmayan bir gelecekte gerçekleşeceği öngörülen durum. hatta bazılarına göre çoktan başladı süreç.

genel anlamıyla moore yasası, aynı x miktarda para ile 1,5 yılda bir 2 kat güçlü işlemci satın alabileceğinizi ya da işlemci gücünün sürekli olarak üstel şekilde artacağını öngörür. uzun bir süre de dediği gibi olmuştur.

ancak kuantum mekaniği üzerine çalışmalar detaylandıkça bu kanunun da bir sonu olabileceğini tahmin etmek uzun sürmedi.

elektronik devreler genellikle 1 ve 0 tabanlı, yani ikili sayı sistemine göre hareket ederler. elektronik bir devrede akım dediğimizde aklımıza gelmesi gereken şey elektronların hareketi olur. ikili sayı sisteminde 1'i "devrede akım var" ve 0'ı da "akım yok" gibi düşünebilirsiniz yahut 1 "evet" ise 0 "hayır"dır şeklinde... bilgisayar kullanırken yaptığımız her işlemin temelinde bu yatar. bu bilgi bir kenarda dursun, az sonra lazım olacak.

işlemcilerin gücü, transistörün icadıyla hızla arttı. bilgisayarlar da yine bu icat sayesinde oda boyutlarından masa üstü hatta cep boyutlarına kadar inebildi. günümüzde transistörlerin boyutları da oldukça küçülmüş durumda. örneğin 1 nanometre yani 0,000000001 metre boyutunda transistör yapmayı başardı bilim insanları. peki bu transistör işlemcimizi öncekilerden daha güçlü yapabilir mi? bundan daha küçük bir transistör yapabilir miyiz ve yaparsak ne olur?

yukarıda verdiğim bilgiye geri dönelim. bir devrede elektronların hareketi, akımı sağlar demiştim.

şimdi gözünüzde şöyle bir manzara canlandırmanızı istiyorum: siz bir elektronsunuz. 2 yanı duvar olan dar bir yolunuz var. o kadar dar ki, ucu ucuna sadece siz sığıyorsunuz ve o yolda ileri geri gidip gelebiliyorsunuz. eğer yol sizin sığabileceğinizden daha dar olursa ne olur? o yolda hareket edemezsiniz ve dolayısıyla yol hiçbir işinize yaramaz. fakat siz bir elektrondunuz ve kuantum tünelleme özelliğiniz var. yani duvarların arkasına geçebiliyorsunuz. o halde voila! duvar olsa da olmasa da istediğiniz hedefe doğru yürüyebilirsiniz ve sorun ortadan kalkar, öyle değil mi? söz konusu olan elektronik bir devreyse, hayır değil!

burada sıkıntı şu; heisenberg belirsizlik ilkesi, bir parçacığın yerinin ve hızının aynı anda kesin bir şekilde bilinemeyeceğini söyler. tünelleme olayından da bahsettik az önce. elektronun düzenli akışı, sistemin 1 ve 0'larının çalışması için gereklidir. ancak elektrondan daha küçük bir transistör yaparsanız, elektron sürekli olarak transistörden dışarı sızmalar yapar, düzenli/kontrollü hareket bozulur ve artık devre doğru şekilde çalışamaz. sistem kısa devre yapar.

***

"o zaman işin çakallığına kaçarım ben de. limit boyutta bir transistör yapıp, bu transistörlerden çok daha fazla kullanarak işlemci gücünü yine yükseltirim" diyorsanız, yasanın karşılaştığı ikinci soruna adım atmış olursunuz. işlemci gücünü artırmaya çalıştıkça, harcanan enerjideki artışla birlikte ortamdan uzaklaştırılması gereken ısı miktarında da artış olur. dolayısıyla siz ne kadar çok transistörü bir arada çalıştırırsanız, devrenin ısısında da o kadar çok artış olur ve bir süre sonra devre elemanlarının erimesine yol açarsınız.

transistör sayısına sınır sorununun bir çözümü olarak, bir araya getirilmiş çok sayıda transistör ile küp şeklinde bir transistör yapılabilir mi? yaparsınız yapmaya ama bu sefer de sorun şudur: küpün yüzey alanı, içindeki transistörlerin hepsinin toplam yüzey alanından daha küçüktür. bu da soğutma sorununu artırmaktan başka bir işe yaramaz.

özetle; moore yasasının yavaş yavaş sonuna geliyoruz. aklımıza gelmeyen çok farklı bir çalışma alanı ve yeni bir cihaz geliştiremezsek tabii...

yirmi yıl önce geçerliliğinin kalkmasıyla yaşanan hadise. sonraki süreçlerde, yani yaklaşık yirmi yılda bir lale devrinin içerisindeydik, eh artık o da bitmek üzere*.

şu anda yarı iletken teknolojinde son nokta 4 nmdir. (nm= nanometre, metrenin milyarda biri) bunun anlamı şudur: yarı iletken yongası üzerindeki iki transistör arasındaki mesafe 4nmdir. yonganın büyüklüğünün pek anlamı yoktur ve bazı bilgisayar cpu'larında transistör sayısı 100 milyarı geçmiştir. ıphone 14'ün merkezi işlemcisi snapdragonda 16 milyar transistör vardır.
3nm teknolojisine 2022'de geçileceği düşünülmüşse de işlemci yapmak için kullanılan litografi makinelerinde (3nm makine var) çıkan sorunlar yüzünden tam olarak geçilememiştir.
2025'te 2nm teknolojisine geçileceği hesaplanmaktadır. bu kadar küçüldükten sonra sıra artık quantum bilgisayarlarına gelecektir. moore yasası "2nm teknolojisine kadar" diye bir eklentiye ihtiyaç duymaktadır.

teknik konular bunkar. konunun meraklısı değilseniz fazla kafa yormayın böyle şeylere.