スパコンの物理限界って？

質問

すいません、質問です。

現在スーパーコンピュータのことについて調べているのですが、
いろいろなところで「物理的な限界」という単語を目にします。
なんとなくならわかるんですが、詳しく知りたいので、
わかる人がいたら教えてください！お願いします！

回答No.1

maccha_neko · ベストアンサー

一番大きいのは電気信号の伝播速度でしょうか。
真空中の光でも１秒に約30万kmですから、1ns（1GHzの１周期）では30cmしか進みません。電線の中を電気信号が伝わるときは更にこれよりも遅くなります。（同軸ケーブルで・・・60%くらいまで落ちるんでしたっけ）
演算器をたくさん並べて、一つの演算器の演算結果をもう一方の演算器で受けて更に演算を行うとします。例えば基板のパターンを辿っていくとこの二つの演算器が30cm離れているとすると、一方の演算が終ってからもう一本の演算器にデータが届くだけで1ns以上の時間がかかるわけです。
仮に演算器が1ps（1/1000ns）で演算を終えられたとしても、結局データが来なければどうしようもないので、1ns以上たたないと演算結果が得られないことになるわけですね。

お礼

ありがとうございます。
とても参考になりました！

回答No.4

noname#111804

CPUの集積度を上げればあげるほど、発熱問題があります。
これが物理的限界なのではないでしょうか。

回答No.3

Tasuke22

物理的限界の言葉の前後が無ければ、やはり電気信号の
速度が第一に頭に浮かびますね。

それ以外では、昔のスーパーコンピュータならインター
レース（PCのバスのような）、今のスーパーコンピュー
タでは知らないのですが、これの太さも簡単に物理的限
界に達しそうです。つまり、ある一定以上太くしても効
果が出なくなると言うか、逆効果になったり、ですね。

素子の数の限界もありそうです。理論上の話をしていたら
全宇宙の素粒子の数が実は10の74乗しかなかった、という
のはネックになりますね。そのうち地球上に存在するブツ
は極僅かです。希少メタルを使っていたらその市場も物理
的限界、ということです。

お礼

ありがとうございます。
素子の観点からも限界ってあるんですね。
勉強になりました。

回答No.2

noname#78947

すでにCPUの製造プロセスは45ナノメートル、一部の集積回路は40ナノメートルまで到達しています。ところが、原子や分子の大きさが0.1ナノメートル～10ナノメートル程度なので製造プロセスが微細化は終わりが見えているんですよ。基本的に集積回路はトランジスタ数が多ければ多いほど高性能になりますが、製造プロセスの微細化に限界が来たらトランジスタ数を増やせなくなります。となると、CPU自体の大きさを変えないのなら回路設計を変更するしかありません。これが物理的な限界というものではないでしょうか？

お礼

ありがとうございます。
回路自体の大きさも限界にきてたんですね。
勉強になりました。