CPUの理論上限界クロック周波数は？

友人と話をしていてふと考えさせられました。

例えば「速さ」であれば光速が一般的に理論上の限界だと思います。
CPUの世界でも速さにおける光速のような、理論上の限界値は存在するのでしょうか？
まさかムーアの法則が永遠続くわけではないでしょうし。
実現可能な値ではなく、理論上の限界値はおおよそ何ヘルツくらいでしょう。

そう思った論理的根拠があると面白いです。

No.1 回答者： Aruku-20030515 回答日時： 2005/02/10 17:26

研究レベルでは９０ＧＨｚはいってたと思いますが

個人向けのＰＣレベルでは８Ｇもいかないのでは？
と言われていますね。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
個人向けPCレベルで8Gというのは実現可能なレベルですよね。
でも今回は理論上の限界値を希望しています。
例えば速さの限界である光速移動を実現するのは不可能だと思いますが、
理論上の限界ですよね。

お礼日時：2005/02/10 22:44

No.2 回答者： dial8675 回答日時： 2005/02/10 17:29

光の速さが大体30万キロメートル毎秒(30Giga cm/sec)

1GHzの場合、1クロックあたり、30センチほどしか進めません。
CPUの内部チップの大きさは1cmぐらいだろうから
高々30GHzでしょう。
もっともチップ内部の配線は込み合っていますし、電子は実際には光の速さでは動きませんからから周波数はもっと低くなります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
今回はハードの制約を考えない理論上の限界値を希望しております。
30G程度ってことは、実現可能性を考慮した限界は意外とすぐそこっぽいですね。

お礼日時：2005/02/10 22:54

No.3 回答者： gc-arashi 回答日時： 2005/02/10 17:56

まず、回答でないことをお断りします。

おもしろい質問ですよね。
ＣＰＵのクロック周波数に限界があるのなら、さらな
る処理速度の高速化はスパコンのような並列処理化が
パソコンでどこまで進むかということがカギになりそ
うですね。
昔、８ビットパソコン全盛の時代、富士通のＦＭシリ
ーズはＣＰＵを２個使った「デュアルＣＰＵ」をウリ
にしてましたが、パソコンでもそういうものが出てく
るのかなと、この質問を読んでいて考えました。

出しゃばって失礼しました。

この回答へのお礼

アドバイスありがとうございます。
下の回答を参考にすると物理的な限界が近そう？です。
テラやペタくらいまで可能じゃないかな～と思ってましたが、
現代科学も捨てたもんじゃないんですね。

今後は並列処理等CPU自体のクロック数よりも
他で計算速度を上げる時代が来るのかもしれませんね。
まぁそこまでの性能が要求されるのか疑問ではありますが。

お礼日時：2005/02/10 22:59

No.4 ベストアンサー 回答者： osamuy 回答日時： 2005/02/10 18:38

極限を考えれば、プランクスケールでしょうという事で、

1.85×10の43乗Hz

でもそんなコンピュータで動いてるのは、マインスィーパーだったりして。

参考URL：http://www.a.phys.nagoya-u.ac.jp/~taka/lectures/ …

この回答へのお礼

アドバイスありがとうございます。
プランク時間未満では一般相対性理論が成り立たなくなってしまう
つまり、理論上ありえないということでしょうか。

1クロックの理論上最短時間がこのプランク時間だとすると
1.85×10の43乗Hzが理論上の最高速っぽいですね～
しかし43乗じゃ単位の接頭辞が存在しませんな・・。

お礼日時：2005/02/10 23:06

No.5 回答者： SortaNerd 回答日時： 2005/02/11 22:16

これを聞いて思い出したんですが、昔は理論的限界は100MHzだか500MHzだか言っていたらしいですよ～。

私の考えはNo2さんと同じですが、CPUを小さくすればそれだけ全体に信号がいきわたるまでの時間が減るのでクロックを上げられますね。立体的に組むということも考えられます。現在でも数層にはなっていますがもう立方体くらいまで積層。
ただここで問題になってくるのがトンネル電流。現在のパターン間隔でもう限界くらいらしいです。これ以上細くすると隣のパターンに電流が流れ出し演算が成り立ちません。カーボンナノチューブでもう少し細くできると聞きますが…。逆に、トンネル電流で関係ないパターンに電流が流れてもそれを検出・補正する機構があればもっと細く出来ますが…。
あと、別に計算は電子でやると決まっているわけでもないですから光子を使えばもう少し速くできるかも知れません。
いっそのこと量子コンピュータ？クロックという概念があるのかどうか知りませんが。

あ…と、ここで気付きましたが良く考えてみれば別に全素子に一斉に電子を流さなくても、端から順番に演算して反対の端に着く前に次の電子が流れても問題ないのかも。もちろん素子の配列パターンは適に加減するとして。
となるとプランク時間…？

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
物理的な制約を考慮しなくても
理論的な限界が500MHzくらいと言われていたのでしょうか。

詳しくありませんが、量子コンピュータは今のPCとは
ハードの構造が違うと聞いた事があります。
確率の重ね合わせ？で表現するとか？

クロックを用いた構造に限界が来てしまっているのでしょうかねぇ。

お礼日時：2005/02/12 10:49