【量子力学】なぜコンピュータはもう進化できないと言われているのか【ゆっくり解説】【雑学】 

ムーア先生が去年まで存命だったことが一番驚いた

1965年時点でムーアの法則を提唱できたムーアすごすぎるな

すでに微細化でコストを削減するどころか、むしろトランジスタあたりのコストが上がり始めているので、物理的な限界に到達する前に経済的な理由で限界に達しそうですね。

3:40 ×:10nmが髪の毛の直径と同じ。 〇:髪の毛の直径の1万分の1 じゃね?

毎回「魔理沙が」って言った後の動きが楽しみまである

動画内容が正しいことには変わりないのだが、これは10年弱くらい前のお話。 動画の趣旨は「トランジスタの原理的な性能ネックのせいで、チップの単位面積あたりのトランジスタ数はこれ以上増やせない」だが、今はチップそのものを縦に置いていく「3Dパッケージ」という技術があり、性能向上が期待されてる。 この技術の研究段階は既に終わってて、インテルからは当初2023年に量産化ができると言われてたけどやや遅れてる。 2024年中には購入できるようになるんじゃないかというのが市場の見立て

この手のテーマの動画を作ってくれただけでありがたいので、高評価を押しちゃいました しかし、これは違うだろという点が複数あったので、もう少し正確な情報なら有り難かったです 3:41　他の方が指摘している通り、髪の毛の直径はせいぜい0.1mm(100μm)なので、 　　　それが10nmだったら人間の髪の毛は卵子やDNAよりも小さいことになります 　　　10nmは、「HDDのヘッドが浮く距離」「一番小さいウイルス」の大きさです 8:20　このトランジスタの構造自体は正しいものの、現在のコンピュータに使われているのは 　　　この親戚の「MOSFET」というのが今の半導体の主流で、この構造では作りづらいので 　　　微細化に向いていないのです 　　　MOSFETも、小さくしていくことに限界を迎えたのか、「FinFET」という3次元に作る 　　　構造にすることで、微細化しつつなんとかスイッチとしての構造を保てるようになった 　　　のです 　　　この次に来るのが「GAAFET」「MBCFET」というさらなる3次元構造の応用で、 　　　これらを完璧に説明できれば、動画1本～2本のネタになるはずです 他にも、半導体の配線にアルミではなく銅を使えるようになった歴史とかを紹介することが できれば、より楽しい動画テーマになるはずです…長文失礼しました

めっちゃ分かりやすかった！

最近投稿頻度高くて嬉しい

電気電子工学科ですが、こんな分かりやすく電子物性について説明していてすごいと思いました。

最近投稿頻度が高くて嬉しい😊 ゆっくり解説のチャンネルで1番好き❤️

コンピュータの話、全然知らなかったので勉強になりました。話の締め方も綺麗で面白かったです！

バグの由来が衝撃的だった

応援してます。

大変勉強になりました。 半導体やトランジスタなど言葉は知ってるけど構造や役割は知らない事が多かったのでためになりました！

ありがとうございます！

「トランジスタが増える事でbit数が向上し同時に処理できる云々」の所は少し誤解がありそう…トランジスタの増加によってより複雑な処理が可能になりましたがbit数の増加はその一側面でしかありません。またbit数の増加は同時処理とも関係なく一度に計算できる桁数が増えただけです。(集積度が上がることでマルチコアによる同時処理が可能になったというのはありますが)

ためになるなぁ〜😊

5:56 「"バグ"って真空管コンピュータが由来なのね」 "bug" をプログラムの不具合の意味に使うようになったのは、Harvard Mark II の動作の不具合を調べてる時に、リレーに蛾が挟まってたのが発見されたことに由来する。 Harvard Mark IIはリレーを素子として使ったリレー式コンピュータで、同時期のENIACのような真空管式ではありません。 もっと言えば、機器の不具合を表す意味での「バグ」という言葉はコンピュータ登場前からあって、1920年代に修理工を「バグハンター」と呼ぶとかしてたらしいです。

いつも楽しい動画ありがとうございます 最後の霊夢の魂の叫びが おすすめ動画リンクのサムネで隠れて見えません泣

現在、ＮＴＴが開発中の次世代半導体が実現化されたら、もう暫くは高速化が進むんじゃないか?　現在の半導体：シリコンのチップ上に電子回路を構築して実現される。 次世代の半導体：シリコンのチップ上に光回路を構築して実現される。

IOWNの光電融合技術がそのうちゆっくりでも解説される日がくるのかなぁ

このチャンネルの取り扱うテーマもたまに見せるユーモアも最高なんだよな

いいオチですね。

ビルじゃん、のシンプルすぎるツッコミが逆に秀逸

トランジスタのざっくりとした解説めっちゃうまい

わかりやすい

このチャンネル大好きです

髪の直径が10nmて……。

毎回最後の「〇〇は言いました」が好き

他にも発熱と動作クロックの関係もあります 動画に出てきた2001年（Pentium3、130nmプロセスルール、当時は0.13μmとも）の頃は、「プロセスルールが１つ進む（トランジスタのサイズが1/√2になる）と駆動電圧が下がり、 そのままのクロック倍率なら低消費電力に、先代モデルと同じ消費電力に電圧を上げれば動作クロックが上がる＝性能が上がる」というムーアの法則が成立していました しかし、Pentium4のプレスコットモデル（65nmプロセス）からリーク電流（トランジスタのベース電圧をかけていなくてもコレクタ電流が漏れてしまう）が無視できなくなり、 消費電力が当時の空冷CPUクーラーの限界と言われる100W程度に達してしまったため、Pentium4の開発目標が10GHzであったもののクロックをそれ以上伸ばせず、上限は3.7GHz止まり 動画中のトンネル効果が無視できなくなった結果で、その後デュアルコア化され延命されましたが、次のモデルではモバイル用のPentiumMをベースにしたCore2シリーズに世代交代し、 発熱と性能向上の問題は一旦クリアしました その後、Core iシリーズにモデルチェンジし、内部設計の改良で1つのコアの同クロックでの性能の向上が世代が進む毎になされてきましたが、 ライバルであるAMDのZENシリーズが登場、これに対抗するため、ここ数年は1コアの性能向上よりもなるべく多くのコアを搭載してCPU全体の性能向上を図る方向に進んでいます 今でも単スレッド（＝1コア）の性能が処理時間に影響するソフトウェアがあるので、コア数が多くなってベンチスコアは高くても実使用ではあまり関係ないケースが多くなります 動作クロックよりも搭載コア数に流れが変わってきた現象は、ムーア氏の予言（ムーアの法則は2025年以前で終わる）の現れかもしれません

ちなみに、バッテリーも限界ではないかと言われている。だから全固体にして安全性をあげたり、素材にレアメタルを減らしたり、いろんな方向に進化を続けているわけだが、肝心の容量はあまり変わっていない。直近のマインドチェンジは原子力電池、1万年とかもつ電池も作れるから通常バッテリーと併用して実質の使用可能容量を増やせる。

最近、投稿頻度高まっていますよね。 本当に有難いです

メモリーチップとか、チップを何枚も積み上げて体積あたりの集積度上げてるよね

面積あたりの積み込み限界は確かに3nmプロセスあたりが限界とも言われているが、3DNANDのように縦に積層する技術も確立されているから減速はすれどまだ止まらないと思う。

基盤に部品をあれこれ取り付けるより基盤そのものに機能全振り出来るようになればワンチャンあるかも？

ムーアの法則:2年で性能が2倍になります バカ「なるほど、じゃあ1年で1倍か…」

面白かったです　 みんな半導体に躍起になる理由がわかりました

トンネル効果やばすぎて草 量子力学の壁は確かに難しいけど 人類がそれを越え始めたところから世界は変わる！

日本の半導体産業が衰退したのは中曽根首相が日米半導体協定を結んで日本の半導体産業を捨てたからです。

こういうふうに詰まると新しい開発が出来たりするから楽しみ

リズム天国懐かしすぎる。

1億年経ってもガオガオな恐竜が愛おしい🥰

ハイエンドスマホの進化が頭打ちになってきてる時点で何となく察せる所はある

この動画めっちゃ分かりやすい

3:38 髪の毛の直径は約10μmなので、10nmはそのさらに1000分の1の短さですね 追記 DNAの直径は約2nmなので、130nmはその65倍の長さですね… （ちなみにDNAの全長は数mm〜数cmです）

これ、なんとなくは知ってたけどしっかり理解させてもらえて感謝

この動画なるほどが多すぎる

まりさに解説させるとこ好き😂

真空管ってめちゃくちゃ旧式だと思ってたけど、トランジスタと原理は変わらないのね。

なるほど、めちゃくちゃ分かりやすかったです！😂

2:24 霊夢のボケが良い線行ってて草

ざっくりした説明はわかりやすいけど、これだと大量のトランジスタが詰め込まれてるんだなって初心者は勘違いしそう・・・

なるほど・・・地味に勉強になりました。

今回なんか理解が甘い気がする 実はいつもこのぐらい適当な事言ってるけど、俺らが深くないから粗が目立たないだけなのかもしれない。

マジで勉強になりますわ。。

リレーとパラメトロンもありましたね！

つい先日マイクロソフト社が1ビットプロセッサで機械学習を高速化できるという研究結果を発表したけど、それができるならCPUの枠をぶち抜いて処理能力は飛躍的向上を見せるはずだけど、そのあたりどうなんですかね？

最近の半導体は層で上下に積んで面積を上げようとしてるな まあそれでも限界はあるようだけど 冷却も難しそうだ

機械式リレースイッチの計算機もあったかな

優柔不断 いい言葉だ

AIもそうなんですよね～ 新しいアーキテクチャが必要なんですよね。

性能を高めたければ、積層するなどしてサイズを大きくするか、フォンノイマンアーキテクチャを超える新種のメカニズムによる演算装置を開発するか

恐竜Ａ「俺たち何で進化しないんだろうなって考えてたら夢で見たんだけど、進化した人間っていうのが産まれていろいろ文明を築いたんだけど１０００万年立たず滅んでしまったんだよね」 恐竜Ｂ「たったの１０００万年！。１億年も続かないの？それって進化なのかなぁ」

パソコンからタブレットに開発資源が移ってますね

髪が想像以上に細いこととバグの語源が衝撃的だった

髪の毛の太さの直径は平均0.08mmだそうです。 つまり80μmですね。 スギ花粉のサイズが20から30μmということなので、花粉の方がサイズは小さい事になります。 最小のトランジスタが10nmだとすると、花粉には約2000から3000個、髪の毛の直径には約8000個のトランジスタを並べることが出来ることになりますね。 なんにしても想像のつかない細かさです😳😳😳

1:01 リズム天国くっそ懐かしい😂

今回ちょっと難しい用語多いので、私の知識で補足します。参考にしてください。 ムーア→ドラクエ6のラスボス トランジスタ→RU-vidr アルゴリズム→TV番組「ピタゴラスイッチ」内で踊る体操 真空管→TENGAの上部についてる穴を塞ぐことで作成できる筒 某主人公→伊藤誠 ゼロ→ルルーシュ イチ→掲示板のスレを建てた人

このチャンネルマジでユーモアがある 主は相当センスあるな

トランジスタがなんぞや、という事がなんとなくわかっただけで、だいぶコンピューターの事を知れたような気がしました。 自分はこの先ずっと進化し、小型化し続けるものだとばかり思っていたので、思わぬ限界がある事に驚きましたね・・。 １００年後も我々と同じような形のＰＣを使用したりしてるのでしょうかね・・。トランジスタに変わるものが出てこない限り、進化はないのか・・

いや説明上手すぎるこのチャンネルw こんなよく分からん話を無知なる者にも絶対分かるように説明できるの凄いわw

とはいえ量子コンピュータを一家に一台とかは難しそうだし当面は基盤の巨大化かなぁ…知らんけど（）

アイフォン8seを使ってますが、今のところ公私共に十分に満足してます。開発者さんたちありがとう。

資本主義的限界もあるからね。 庶民の最大マスが買えない価格が製造限界。

受話器からスマホ 真空管からトランジスタ ブラウン管からLED 有線から無線 みたいに何か革新的なアイデアがあればまた発展するだろうな

トランジスタのことずっとよく分かってなかったけど初めて理解できたわ

コンピュータの性能が頭打ちになるなら、今作られているようなフジのスーパーコンピュータ等はこの先どうなるのだろうか……はたまた作りが違うのか……

むっちゃ分かり易すぎたコンピュータ解説みたいでむっちゃ為になった！😀

0と1には限界があるから、2以上に増やせないかという研究がされてはいるけど、そうなったらもう根本から作り直さなきゃいけないし、どれだけ企業が力入れることか… 実用可能なレベルにできれば、チップの最小サイズはそのままに性能を上げることは可能な筈

てことは、成長させるためにこれからの時代は0と1で計算するものでは無く、新しく計算する方法を探さなければいけないってこと？

Pentium3か4辺りもクロックが限界で同じ事言われてたけどコアのマルチ化で更に進んだ。何事もブレイクスルーは起こると思うけどね。むしろ大多数が今の速度に不満を持たなくなったら進化は低下すると思う

わかりやすい説明ですね。 トンネル効果によりトランジスタがスイッチ動作しなくなるのではないか？というお話は20年ほど前にハイゼンベルグリミットとも呼ぶひともいました。だから実際にはトランジスタのチャネル長縮小は14nmくらいで打ち止めにしています。これはこの先出てくる2nmのトランジスタもほぼ変わりません。その代わり回路のレイアウトや立体的構造を工夫して回路全体の面積を小さくして「昔のレイアウトだったら2nmに相当するな」というのが2nmのデバイスです。 実際に小さくならないのならまだまだ先はあるのか？というと別の理由で破綻するだろうと懸念されています。 個人的にはまだ10年ぐらいは切れるカードがあると思っています。

注釈 ①ムーアは当初18ヶ月で倍と予測していましたが、後に動画のように二年で倍と修正しました。 ②ムーアの法則は限界を迎えつつありますが技術革新により古典コンピュータも限界を伸ばしています。 ③動画では分かりやすくケイ素中のリンやホウ素が多くなっていますが、実際にはかなり少ないです。

7:00 ここ、「2025年」って言ってるのに字幕では「2005年」になってます。

数年たったら10TBのSSDが少ないとか言われるようになりそう。 ゲームも10TBからとかのゲームが出てきそう……もしかしたらもうすでにあるのかもしれないけど

なんかこういう系は新鮮で面白い…アリだな

ムーアって歴史上の人物みたいに思ってたから1年前まで存命だったの驚いた

でも業界全体がものによっては機械の大型化を容認するか、ほかの部品が小さくなるかすればまだ性能は伸ばせるのか、逆に驚きかも

5:44 バグって本当に虫のことだったの草

ウェブ上のアーカイブスが順次消えていってしまっているのがね・・ネット初期のHPとか残っていてもかなり深く掘らないと行き着かないし。 せっかくRU-vidに上がった希少な映像も著作権云々で消されちゃったり。 デバイスだけ進化しても情報そのものを大切にしなかったのが人類の大きなミステイク。

どこまでも物理だからな、物理的限界はあるから方向性を変えないと頭打つもんな

8:25 モノ消しゴム(色違い)にも見えてきた....

はやく4次元などの高次元面に空間を折りたたんで、トンネル効果を回避したトランジスタが開発されてほしいですね。

ゴムは電気を流さない✕ ゴムは非常に電気を通しにくい◯ 雷レベルの電力なら普通にゴムでも電気を通す

毛髪の直径は、0.1 ミリメートルくらいです。10nmではありません。

3:44髪の太さが10nmってどういうことですか？

まぁ社会って別分野の革新が連鎖的に進化を促すから、想像もしてなかった未来が来ると思う。良いか悪いかは知らん

需要がある技術はとんでもない進歩する時がある。液晶ははるか昔、白黒をフワフワ表示できるだけだったのに今じゃ高速切り替えできるフルカラーでバカでかいモニタに使われている。進歩しすぎて、プラズマモニタなど他の技術が後追いできない。

以前見たのを忘れてまた動画を見てしまいました。3カ月前にコメントを色々ぐちゃぐちゃ書いてますが、ムーアの法則が通用しなくなる理由はもっとシンプルです。 ケイ素（シリコン）の原子半径は111pm=0.111nmで共有結合範囲も同じとの事。 半導体素子の製造の指標にプロセスルールがあり、トランジスタの場合はゲート長（本動画の3層構造の真ん中の部分の長さ、電圧を加える・加えないことでその左右の領域に電流を流す・流さない＝信号が0か1かを制御できる）で、現行では数nmぐらいです。 仮に7nmだとしこれを結合半径で割ると約63で、これはゲート長がケイ素原子63個分の長さという事です。 ムーア法則の全盛期の頃は130～90nmプロセスで、それぞれのゲート長はケイ素原子1170個・810個分の長さ。この頃はまだ古典力学・電磁気学で説明ができるサイズでした。 これらに比べると7nm（恐らくIntel7の現行プロセスぐらい）ではゲートを構成する原子が一桁以上少なくなり、サイズ的に量子力学の挙動が強く表れるようになりました。 ムーアの法則は古典力学・電磁気学で説明できる世界の頃の話であり、性能向上のためにトランジスタを微細化していくうちに量子力学的な効果が無視できなくなり、法則の誤差が拡大していってしまったという事です