モーレツ宇宙海賊
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煉
2012/02/12(日) 03:40:26 ID: ewSFp64T8m
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>>265
専門じゃないけれど・・・
簡単に書くと、
電子(正確には電位差ってか電圧)も光子も速度は秒速約30万キロで同じだけれど、
電子ってか電流は磁界を発生させ、それが隣の電線(データ通信用)へノイズとして乗るというのと、
光子への影響は基本的に重力だけだから並列線で送った情報にずれが生じない
デジタル回路は、0と1を通信してるっていうけれど、
実際には電圧がかなり低い状態を0、かなり高い状態を1、その中間は個体差で0となるか1となるか不確かなので使わないでねって状態、
通電できない状態(ハイインピーダンス:ようは線が切れてるとかそういうレベル)の4つの状態がある
で、デジタル回路で使うのは主に0か1の状態
不確かなのは当然使えないとして、
0でも1でも通電状態であるから受ける側の素子が判断できるので、
ハイインピーダンスは受ける側の素子が0とも1とも分からないので使えない
(ただ、回路としては別ルートでの電流を作れるので利用はされてる)
電子回路では電子を受けるかどうかではなくて、電圧が高いか低いかでみてるから、
発信側の素子から受信側の素子へ伝達される時間は電子の移動速度ではなく、電位差の伝達速度、つまりエネルギーの伝達速度であるから質量を持たない為、
光子と同じ秒速30万キロになる
かなり高速だけれど、
1GHzで動く世界となると1クロックでの移動距離が30万km/G(10の3×3乗)クロック=300mm/1クロック
そうそうずれはしないはずだけど、電圧が変化するのにかかる時間を考えるとかなりカツカツになると思うので、
PCのマザーボードなんかは配線の長さが同じになるように設計しているためにクネクネとまがった通信線が頻繁に見える
長いので続く -
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煉
2012/02/12(日) 03:42:06 ID: ewSFp64T8m
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続き
以下僕の認識・理解に基づく推論
多分電子の移動速度となると、
原子・分子(イオンかもしれないけれど)に捕まって電位差による力の影響でまた弾きだされて次の原子・分子に捕まるまで移動ってのを繰り返しているはずだから、
電位差の変化が伝わるよりは遅くなるはず
なので伝達速度よりも発信側が電圧を変化させるのにかかる時間や受信側が感知するのにかかる時間、
受信してから次へ発信するまでにかかる時間
上記の遅延時間の方が影響が大きい
また、クロックを動作タイミングとしているけれど、これは1クロックの間に電位差の変化・伝達・受信/送信等の遅延を済ませてねって時間なので、
処理性能はこのクロックを小さく(=動作クロックを速く)すると上がる
電子から光に変えるとノイズ対策のためのいくつかの無駄が省ける
また電位差の変化が不要になり、電位差の伝達がそのまま電子の発信へ置き換わる為時間も短縮されると思う
あとは電子だとゲートの変化(≒電位差の変化・受信/送信の遅延)時間が微細化で早くなるも、
素子の構造は分子の大きさという壁があるからもう少し(といっても10年とか20年だったかな?)で限界が来るらしい
これを電子にしたところで、
発光素子と受光素子の遅延は0では無い為、電子から光子に変えたら遅延時間が0になるってわけでもないと思う
と、かなり長くなったし文章もまとまってないけれど、そういうあたりのお話かと思うので、
だらだらっと書いてみた
結局、一番のネックはそれぞれがばらばらのタイミングで好き勝手に動いてると処理ができないために、
関係部分だけは同じタイミングで動かす必要から動作クロックが必要になるのと、
その1クロックの間に遅延関係が必ず終わってる余裕を持たせる必要があるということがコンピューターの速度限界なんだと思う
にしてもチアキちゃんかわいいよ -
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 05:19:39 ID: hh2sxoOlEI
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いろいろボトルネックはあるんだけど、例えばCPU。
結論から言うと今のとこ予想されるクロック数限界は100GHzいかない。
CPUって足がいっぱいついてるけど、その足の右端と左端が同時に信号処理できないと役に立たんのよね。
例えば、1cm×1cmの石があるとする。この時右端と左端が同期するには1クロックで最低でも1cm進まなきゃダメ。
情報が進む速度限界を3×10^8m/sec(光速度)とおくと、周波数限界λは
(3×10^8)/λ>(1×10^-2)
λ<3×10^10=30[GHz]
他の要素全部無視してもこのくらいになっちゃうわけ。つまり1cm四方の石はどうやっても30GHz以上にはならない。
石を小さくすれば早くできるけど、小さくしすぎるとトンネル効果で電子が漏れちゃうので小型化にも限界がある。
並列化しても同期とるから一万個以上のオーダーはきつい。
この世界だと星系規模のセンシングするんだし、ハード的にはもう限界行ってるから普通に横並びでお値段相応なんでしょう。
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 05:35:53 ID: Z+tsDo8KzA
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>>265
量子コンピュータのことだね。
光子を使った光子コンピュータも量子コンピュータの1種。
電子素子をどんどん小型化していっても、いずれ物理的な限界がきてしまうと結構昔から考えられてきていて、その次の段階の次世代のコンピュータのこと。
まだまだ実現はされていないけど、作中の時代なら実現されててもおかしくはないかな?
量子力学的な重ね合わせを使って、今のコンピュータでは成し得ない超並列処理が可能になると言われてる。
量子コンピュータはまだ実現されていないけど研究が進められていて、ハードウェアは光集積回路等を用いるらしい。
ただ、量子コンピュータ自体は実現も出来ていないけど、それを利用したアルゴリズムは既にいくつもあって、それを量子コンピュータで使うと現代のスパコンでも数千年掛かる処理を数十秒で行えるとか。
詳しくは「量子コンピュータ」でぐーぐる先生に聞いてみてくださいな。 -
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 08:08:58 ID: bzDvmNvEMC
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 10:07:21 ID: 0Hd6Mwy7Em
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 10:17:42 ID: uuaixHfpFX
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 10:43:12 ID: kISMNwadQF
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だまされた・・・
なにこれ、むっちゃ面白いじゃないですか -
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 11:53:11 ID: 8WBuojP76j
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これ、10年に1度の名作になりそうだな
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 14:21:18 ID: QqZdH+75rQ
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 14:22:53 ID: 6L5r2f3DFC
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 14:47:47 ID: ZuKChe/kNW
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 16:47:52 ID: xER/r8a1fy
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 16:56:30 ID: edPgqsTbDb
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 17:08:04 ID: akPzkio8gR
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 18:26:20 ID: QqZdH+75rQ
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 19:11:01 ID: /AACVWOVce
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 19:26:25 ID: d5JnRoskwn
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 19:32:18 ID: d5JnRoskwn
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 19:37:41 ID: 8ppqsEL/q9
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 19:54:09 ID: 0rlGlhZlnQ
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 20:41:11 ID: uTYN2lCD3j
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 20:41:58 ID: UiSXzPVF7k
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 20:45:05 ID: 8Yw9CzS9GS
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 21:03:47 ID: xER/r8a1fy
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 21:22:17 ID: ZuKChe/kNW
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2012/02/12(日) 21:42:55 ID: 8ppqsEL/q9
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 23:00:46 ID: tJyGohXiEh
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ななしのよっしん
2012/02/12(日) 23:01:24 ID: k42LjjKivA
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ななしのよっしん
2012/02/13(月) 00:38:33 ID: 5K+53qdmGj
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