TREND OF RESEARCHGroup 11 Weekend ’56

AUGUST 2013

Trend of researchแนวโน�มด้�านงานวจั�ยเกี่��ยวกี่�บ CPU

การทำ�างานของคอมพิ วเตอร�ในปั�จจ�บั�น เร �มม�การทำ�างานทำ��ซั�บัซั�อนมากข��น ด้�วยความต�องการความเร"วของผู้$�ใช้�งานทำ��เพิ �มมากข��นในปั�จจ�บั�น ต��งแต'การปัระมวลผู้ลข�อม$ล ค�านวณอย'างง'ายๆ จนถึ�งการพิ�ฒนาอย'างต'อเน.�องมาเปั/น การปัระมวลข�อม$ลร$ปัภาพิกราฟฟ2กเปั/นส่'วนใหญ่' จากความต�องการ ด้�งกล'าว ผู้ล�กด้�น ให� CPU จ�าเปั/นต�องม�ความฉลาด้ ว'องไว และเก'งข��นตาม กฏ ของ Moore (Moore’s Law) : จ�านวน transistor บัน CPU จะเพิ �ม มากข��นเปั/นส่องเทำ'าทำ�กๆปั9 แต'ถึ�งอย'างไร กฏของ Moore ย�งเปั/นส่ �งทำ��ส่ามารถึพิ�ฒนาต'อ และส่ามารถึ breakthrough ได้�เช้'นก�น

จากปั�จจ�บั�น ย�งม�ปั�ญ่หาหล�กและข�อจ�าก�ด้ในเร.�องของว�ส่ด้�และเทำคโนโลย�ของ CPU เช้'น ความร�อนของ Electron เม.�อใช้�ความเร"วทำ��ส่$งๆ 3-4 Gigahertz หล�งจากทำ��ทำางน�กศึ�กษาได้�ทำ�าการค�นคว�าพิบัว'าม�แนวการพิ�ฒนาหลายด้�าน โด้ยจะขอส่ร�ปัแนวโน�มด้�านงานว จ�ยเด้'นๆทำ��ม�ความเปั/นไปัได้�ในอนาคต ออกเปั/น 4 แนวโน�ม ด้�งน��

1)แนวโน�มการแยก CPU ด้�านกราฟฟ2คหร.อ Graphic

Processing Unit (GPU) เปั/นเอกเทำศึ2)แนวโน�มการพิ�ฒนาร$ปัแบับัการเด้ นทำางของ Electron

(Spintronics)3)แนวโน�มการใช้�แส่งในการปัระมวลผู้ล (Optical and

Photonic Computing)4)แนวโน�มด้�านช้�วว ทำยา ก�บั Processor (Biological and

DNA Computing)

1) แนวโน�มการแยก CPU ด้�านกราฟฟ2คหร.อ Graphic

Processing Unit (GPU) เปั/นเอกเทำศึ

พิ��ว น

2) แนวโน�มการพิ�ฒนาร$ปัแบับัการเด้ นทำางของ Electron (Spintronics)น�กว จ�ยส่�งเกตร$ปัแบับัการการร�บัข�อม$ลของ Electron ในปั�จจ�บั�น ว'าการร�บัข�อม$ลจากการเด้ นทำางของ Electron น��น จะร�บัข�อม$ลได้�เฉพิาะเวลาทำ�� Electron ม�การเด้ นทำาง ข��น หร.อ ลง เทำ'าน��น ทำ��งๆทำ��การเด้ นทำางจร งๆของม�นน��น ม�ในล�กษณะ แนวขนาน อย$'ด้�วย ซั��งม�อย$'อย'างมากทำ��ได้�ถึ$กละเลยไปั

Electron ม�การเด้ นทำางทำ��งทำางข��น ลง และม�ทำางขนานทำ��ถึ$กละเลย

ไปั

แนวความค ด้ ม�แนวความค ด้ในการปัร�บัใช้� Electron ซั��งเด้ มไม'ม�ทำ ศึทำางในการเด้ นทำางทำ��แน'นอน น�ามาจ�ด้ระเบั�ยบัโด้ยใช้�ส่นามแม'เหล"ก บั�งค�บัให� Electron ทำ��เด้ นทำางในล�กษณะขนานน��น ไปัได้�แค'ข��นและลงเทำ'าน��น

น��นหมายความว'า ม�การเพิ �มความถึ��ได้�ร�บัข�อม$ลทำ��ได้�จาก Electron

มากข��น แต'ความเปั/นจร ง ไม'ได้�ส่วยงามเหม.อนตามแนวความค ด้เส่มอ น�กว จ�ยย�งพิบัเร.�องทำ�าทำายเก��ยวก�บัความร�อนในการร�บัการหม�นต�วของ Electron อย$' ซั��งตอนน��ก�าล�งอย$'ในข��นตอนการว จ�ยต'อไปั

ส่นามแม'เหล"กม�อ ทำธิ ผู้ลต'อการเด้ นทำางของ Electron

งานว จ�ยส่น�บัส่น�น-iEEE : A spintronics full adder for magnetic CPU-iEEE : A nonmagnetic spintronic adderงานว จ�ยทำ��ง 2 ฉบั�บัน�� น�กว จ�ย น�า spintronics มาพิ�ฒนาใน ส่'วนของ Arithmetic Logic Unit ในต�วของ Full adder เพิ.�อรองร�บัการเก"บัและค�านวณข�อม$ล

Magnetic transistor

ได้�พิ�ฒนาเพิ.�อ concept spintronics

MRAM : Magnetic Random Access Memory

อ�างอ งhttp://www.faculty.rsu.edu/users/c/clayton/www/carman/paper.htm

http://spectrum.ieee.org/semiconductors/devices/graphene-goes-the-distance-in-spintronics

http://www.technologyreview.com/view/428883/a-spintronics-breakthrough/

http://researcher.ibm.com/researcher/view_project.php?id=3740

http://search.proquest.com/docview/1037975105/1402610CB177BAA9F7E/4?accountid=28819

http://ieee xplore. ieee .org/iel5/55/30894/01432899.pdf

http://search.proquest.com/docview/1037975105/1402610CB177BAA9F7E/4?accountid=28819

http://www.ece.umn.edu/users/pati0036/spingatespindata.pdf

3) แนวโน�มการใช้�แส่งในการปัระมวลผู้ล (Optical and Photonic Computing)จากข�อจ�าก�ด้ของ Silicon ซั��งเปั/นว�ส่ด้�พิ.�นฐานของ CPU ในปั�จจ�บั�น น�กว จ�ยจ�งม�ความพิยายามหาว�ส่ด้�อ.�นมาทำ�า CPU แทำน Optical

Computing เปั/นหน��งในความค ด้หลายๆความค ด้น��น

แนวความค ด้เร.�อง Optical Computing ไม'ใช้'เร.�องใหม'ในวงการ Computer

เพิราะ ให�เราเห"นก�นอย$'ทำ��วไปั เช้'น CD-ROM, DVD และ การส่'งส่�ญ่ญ่าณด้�าน Network เปั/นต�นน�กว จ�ยจ�งพิยายามหาว ธิ�ปัระย�กต� การใช้�แส่ง Optical

Computing น�� ก�บั CPU โด้ยเร �มจากการพิยายามแปัลงอ�ปักรณ� เด้ มใน CPU จากส่�ญ่ญ่าณไฟฟ?า (Electron) ให�เปั/นร$ปัแบับัส่�ญ่ญ่าณแส่ง (Photon)แทำน ทำ��ง Transister, Register,

Arithmetic Logic Unit (Logical gates) ซั��งเปั/นเร.�องทำ��ยาก ส่�าหร�บัน�กว จ�ยเปั/นอย'างมาก เพิราะ ด้�วยขนาด้ทำ��เล"กมาก ของ Silicon ในปั�จจ�บั�น จ�งเปั/นส่ �งทำ��ทำ�าทำาย การพิ�ฒนาต'อไปั

งานว จ�ยส่น�บัส่น�นiEEE : Digital optical computingแส่ด้งว ธิ�การเก"บัส่'ง ข�อม$ล Binary โด้ยใช้� Photon ใช้�แส่งน�าส่'งไปัย�งต�วร�บั ให�โด้นต�วร�บัและไม'โด้นต�วร�บั เพิ.�อต�ความ 0 และ 1 ตามรห�ส่ Binary

iEEE : Coherent Optical Computingงานทำด้ลองการรองร�บัการทำ�างานพิร�อมก�นอย'างส่อด้คล�อง ในอ�ปักรณ� Optical

Spinger: Parallel and Sequential Optical Computingงานทำด้ลองเปัร�ยบัเทำ�ยบั ระหว'างการทำ�างานทำ��เปั/นแบับัตามล�าด้�บั Sequential และ แบับัขนาน Parallel

อ�างอ งhttp://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1457205&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F5%2F31339%2F01457205.pdf%3Farnumber%3D1457205

http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1658454&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F2%2F34723%2F01658454.pdf%3Farnumber%3D1658454

http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_computing

http://www.pcadvisor.co.uk/features/tech-industry/3454672/processor-tech-of-future/?pn=2

http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-540-85673-3_6#page-1

4) แนวโน�มด้�านช้�วว ทำยา ก�บั Processor (Biological and DNA Computing)///แนวโน�มในด้�านส่�ด้ทำ�ายน�� ออกจะล��าอนาคตไกล แต' ด้�วยทำางน�กศึ�กษา พิบัข�อม$ลจาก Website น'าส่นใจ และส่ ทำธิ บั�ตรมารองร�บั จ�งขอน�ามาลงในรายงานฉบั�บัน��///ม�น�กว จ�ยพิบัว'า DNA ทำ��ม�ช้�ว ตส่ามารถึน�ามาทำ�าเปั/น Transistor ได้� น�กว จ�ยผู้$�ค�นคว�าให�ช้.�อว'า Transcripter และได้�น�า Logic gates

พิ.�นฐาน(AND, OR)มาปัระย�กต�ใช้� โด้ยให� ม� RNA หร.อโปัรต�นพิ เศึษ ทำ�าหน�า ทำ��ส่.�อส่ารข�อม$ลเหม.อนก�บั Electron

โมเลก�ล DNA

ทำ��มา http://www.pcadvisor.co.uk/features/tech-industry/3454672/processor-tech-of-future/?pn=3

http://www.pcadvisor.co.uk/features/tech-industry/3454672/processor-tech-of-future/#ixzz2e6EXQcvW

http://en.wikipedia.org/wiki/DNA_computing

http://med.stanford.edu/ism/2013/march/bil-gates.html