限界
>現行のリチウムイオン2次電池(LIB)の数倍~10倍超の容量を持つポストLIBの存在感が急速に高まってきた。これまで実現は遠い将来と考えられていたが、技術の開発が大きく進展し始めたことに加え、既存のLIBの安全面、技術面、価格面での限界がハッキリと見えてきたからだ。
現行技術に迫る3つの限界、後継技術へのシフトが必須
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空間と時間の複雑性
>「空間と時間の複雑性」は、O(f(n))という関数で表せます。この場合、nが入力のサイズだとすると、この関数で求められるのは、nが無限大に向かって大きくなっていく時に必要な斬近空間、または斬近時間ということになります。f(n)の重要な複雑性クラスには、In(n)、n、n In(n)、n^e、e^nがあります。これらの関数をグラフにしてみると、nが大きくなるほど、O(In(n))は、O(n)やO(n In(n))に比べてはるかに小さくなっていくということが分かります。Sean Parentが指摘するとおり、達成可能なnに関して言えば、すべての複雑性クラスはほぼ一定、ほぼ線形、ほぼ無限にということになります。
アクセス時間と容量の関係
アクセス時間 | アクセス時間 | 容量 |
レジスタ | <1ns | 64b |
キャッシュライン | | 64B |
L1キャッシュ | 1ns | 64KB |
L2キャッシュ | 4ns | 8MB |
RAM | 20ns | 32GB |
ディスク | 10ms | 10TB |
LAN | 20ms | 1PB |
インターネット | 100ms | 1ZB |
探索
>線形探索では、先読みを有効に活かせるが、O(n)比較が必要。
>ソートされた配列の二分探索には、O(log(n))比較のみ必要。
>van Emde Boas木探索には、O(log(n))やキャッシュが有効ではないことが多い。
検索時間(ns) | 線形 | 二分 | vEB |
8 | 50 | 90 | 40 |
64 | 180 | 150 | 70 |
512 | 1200 | 230 | 100 |
4096 | 17000 | 320 | 160 |
出典