Prečo sa počítače dostali rýchlejšie?

Počítače sa v priebehu rokov výrazne rýchlejšie dostali kvôli kombinácii faktorov, predovšetkým:

* Mooreov zákon (a jeho obmedzenia): Počet tranzistorov na mikročipu sa po celé desaťročia zdvojnásobil približne každé dva roky, čo viedlo k exponenciálnemu zvýšeniu spracovateľského výkonu. Nejde iba o to, aby sa v ňom napchal viac tranzistorov; Menšie tranzistory znamenali rýchlejšie rýchlosti prepínania a nižšiu spotrebu energie. Mooreov zákon sa však spomaľuje, keď sa blížime k fyzickým limitom miniaturizácie.

* architektonické vylepšenia: Vylepšenia počítačovej architektúry zohrávali kľúčovú úlohu. To zahŕňa:

* Zvýšené rýchlosti hodín: Spočiatku rýchlejšie rýchlosti hodín (rýchlosť, akou CPU vykonáva pokyny), boli hlavným hnacím motorom výkonu. Tento prístup však zasiahol tepelné limity (generovanie tepla).

* paralelné spracovanie: Moderné CPU a GPU používajú viacero jadier na spracovanie informácií súčasne, čo výrazne zvyšuje spracovateľskú silu. To umožňuje súbežne zaobchádzanie s viacerými úlohami.

* Vylepšené inštrukcie: Efektívnejšie súpravy inštrukcií umožňujú CPU vykonávať viac operácií na hodinový cyklus.

* cache pamäť: Rýchlejšia a väčšia pamäť vyrovnávacej pamäte umožňuje rýchlejší prístup k často používaným údajom, čím sa znižuje čas strávený čakaním na údaje z pomalšej hlavnej pamäte.

* Popappelining: Rozdelenie pokynov do menších krokov umožňuje spracovanie viacerých pokynov súčasne.

* SuperScalar spracovanie: Vykonávanie viacerých pokynov súčasne pomocou viacerých vykonávacích jednotiek.

* Technologický pokrok v komponentoch:

* Rýchlejšia pamäť: RAM a ďalšie pamäťové technológie sa stali výrazne rýchlejšími, čo umožňuje rýchlejší prístup k údajom.

* Vylepšené úložisko: Tvrdé disky, SSD a ďalšie skladovacie zariadenia zaznamenali obrovské zvýšenie rýchlosti a kapacity.

* lepšie prepojenia: Rýchlejšia a efektívnejšia komunikácia medzi rôznymi komponentmi v počítači (napr. CPU, pamäť, GPU) zlepšila celkový výkon.

* Optimalizácia softvéru: Vývojári softvéru tiež prispeli k zvýšenému výkonu. Kompilátory sa neustále zlepšujú a algoritmy sa vylepšujú, aby lepšie využívali dostupné hardvérové ​​zdroje.

Stručne povedané, ide o komplexnú súhru miniaturizácie, architektonických inovácií a vývoja softvéru, ktorá podnietila exponenciálny rast počítačovej rýchlosti. Zatiaľ čo pôvodná predpoveď Mooreho zákona sa spomaľuje, výskum pokračuje v nových prístupoch, ako je kvantové výpočty a neuromorfné výpočty, aby sa ďalej zvýšila výkon spracovania.

• Predchádzajúca strana: Prečo je počítač v ňom považovaný za systém? 
• Ďalšia strana: Pri bežnom používaní pojem PC označuje počítače, ktoré?