コンピュータの限界

質問

コンピュータの本質的な限界は速度だそうです。
電流の速さは光速を越えられない。
このことを具体的問題を提示して説明してもらえませんか？

回答No.4

queschan

おそらくクロックがとか言う話ではないような気がします。

現時点ではまだまだ性能向上の余地はあると思いますが、
今より小さくなったとしても、ある有限の大きさの基盤等の上を
電流が走り回るということが変わらない限り
最終的に電流の速度が限界を決めるというような話ではないでしょうか？

回答No.3

noname#3495

一行目はクロックの同期の話をしているのかも知れませんね。
パルスで回路の同期を取る場合は、フィードバックが
半波長以上遅れることは許されませんから、
回路の全長は、2GHzで同期を取ると15cmが限界です。
CPUチップの大きさは、現在ではだいたい1cmぐらいなので、
そういう意味では限界は近いでしょうね。
(最近では、非同期の量子チップの開発が進んでいるようですが)

二行目の「電流の速さ」????ですが、少し意地悪を書けば、
もしこれを、群速度として捉えると、光束を越えることは可能です。
(これでは、パルスとして情報伝達は出来ませんが…)
おそらく、一行目から考えて位相速度の事だとは思いますが。
(まさか電荷の移動速度の事では無いでしょうね。)

具体的に示して欲しいときは、質問も具体的に書いてもらわないと
解答は難しいと思います。

回答No.2

ymmasayan

本当に聞きたい事が何なのかよく分かりませんが。
例えば光の波をクロックにして計算機を作ったとします。
光の波長を５００ｎｍ（ｍμ）とすると、クロック周波数は3＊10^8／(500＊10^-9)
で、０．６＊１０＾１５＝６＊１０＾１４＝６００ＴHzと言う事になります。

ここで、100人の人を任意の順序に並べる「順列」を考えて見ます。
これは１００！となりますがほんとにびっくり。
ちゃんと計算するのは止めますが、１００～１０までを仮に、全て１０としても
約１０＾９０と言うとんでもない数字になります。
先ほどの６００ＴHzと単純に割り算すると結果は約１０＾７５秒ですよね。
１年が３６００×２４×３６５＝約３×１０＾７秒なので
これを１０＾８としても
１０＾６８年と言う事になります。これは１億を８回かけるよりも大きいというとてつもない年数です。

ところで、日本の人口１億２０００万人（？）を
順列で全て並べて見るとしたらどんな事になるのでしょうね。

回答No.1

nta

なんだかおかしくないですか。電流の速さは光の速度を超えられないのは当然として、コンピュータの性能の限界と直接関係ないと思いますよ。
並列演算や、多値論理演算により総合的な性能の向上は望めます。量子コンピュータやDNAコンピュータの時代になれば電流のパルスや波形という考え方すらなくなります。

百歩譲って電流パルスを短くしてクロックを早くすることができないという話があっても、電子一粒というレベルに達するまで現在のレベルからではまだまだ相当の距離があります。その時点での量子力学的な効果（トンネル効果）を論じた文献はありますが、残念ながらその内容はよく理解していません。