컴퓨터과학이 여는 세계_7.3 여러가지 재료로 컴퓨터 만들기_이광근

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 컴퓨터가 반드시 전기로 움직일 필요는 없다. 렌즈와 거울을 이용해서 빛으로 움직일 수도 있고, 도르래 같은 것을 이용해 힘으로 컴퓨터를 움직일 수도 있다. 그런데 현재 전기를 쓰는 이유는 그나마 가장 싸게 밀도있게 만들 수 있기 때문이다.

 과거엔 엔지니어들이 진공관 스위치를 썼는데, 주먹만한 크기로 되어있다. 요즘은 눈에 보이지도 않게 작게 만들고 있다. 또, 지구상에 무지하게 많고 싼 재료로 만들고 있는데 바로 모래이다. 모래(Si, 규소/실리콘)에 최외각 전자가 3 또는 5인 물질을 도핑해주면 전자가 하나 남거나 모잘라서 전기가 때에 따라 잘 흐르는 물질이 된다. 그렇게 해서 만든 것이 트랜지스터이다.

 초기 컴퓨터를 만들었을 때 컴퓨터의 효율이 불도저로 문을 열고 닫는 수준이라고 한다. 즉 한번 스위치가 열고 닫아질 때마다 불도저를 움직일 만큼의 에너지가 필요하다는 것이다. 요즘은 효율을 높이고 높여서 말이 문을 열과 닫는 수준이라고 한다. 그러니 아직 효율이 좋아질 여지는 얼마든지 있다.

 한편, 자연의 효율은 엄청난 수준인데 그 예가 바로 우리 뇌이다. 3000칼로리를 하루에 먹여주면 엄청난 일을 한다는 것이다. 또, 책을 쓸 당시 지구상 모든 컴퓨터의 스위치를 합한것보다 인간의 두뇌안에 스위치가 많다. 뉴런이 10^11개이고 거기달린 시냅스가 10^4개 그안에 스위치가 10^3개이니, 대략 10^18개인 셈이다. 이 숫자는 지구의 모래알 갯수가 7*10^18개 정도임을 감안한다면 엄청나게 많은 숫자이다.

 이뿐만 아니라, 꼭 and, or, not 스위치로만 컴퓨터를 만들 필요는 없는데, 양자컴퓨터가 그 예이다. 이는 다음에 더 자세히 이야기 하도록 하자.