Söhbət həm də aktuallığını itirməyə başlayan iki qaydadan gedir.
/ Şəkil Unsplash
Mur Qanunu əlli ildən çox əvvəl tərtib edilmişdir. Bu müddət ərzində o, əksər hallarda ədalətli qaldı. Bu gün də, bir texnoloji prosesdən digərinə keçərkən, bir çipdə tranzistorların sıxlığı . Ancaq bir problem var - yeni texnoloji proseslərin inkişaf sürəti aşağı düşür.
Məsələn, Intel 10nm Ice Lake prosessorlarının kütləvi istehsalını uzun müddət təxirə saldı. İT nəhəngi gələn ay cihazları göndərməyə başlayarkən, memarlıq elanı ətrafında baş verdi illər öncə. Həmçinin keçən avqust ayında AMD ilə işləyən inteqral sxem istehsalçısı GlobalFoundries, 7-nm texniki proseslər (bu qərarın səbəbləri haqqında daha çox Habré haqqında).
и Mur qanununun ölümünü proqnozlaşdırdıqları vaxtdan illər keçdi. Hətta Qordonun özü onun tərtib etdiyi qaydanın tətbiqini dayandıracağını. Bununla belə, Mur qanunu aktuallığını itirən və prosessor istehsalçılarının əməl etdiyi yeganə nümunə deyil.
Dennardın miqyas qanunu
O, 1974-cü ildə mühəndis və dinamik yaddaş DRAM tərtibatçısı Robert Dennard tərəfindən IBM-dən olan həmkarları ilə birlikdə hazırlanmışdır. Qayda belə olur:
"Tranzistorun ölçüsünü azaltmaqla və prosessorun takt sürətini artırmaqla, biz onun işini asanlıqla artıra bilərik."
Dennard qaydası mikroprosessor texnologiyası sənayesində irəliləyişin əsas göstəricisi kimi keçirici eninin (texniki proses) azaldılmasını müəyyən etdi. Lakin Dennardın miqyas qanunu 2006-cı ildə fəaliyyətini dayandırdı. Çiplərdəki tranzistorların sayı artmağa davam edir, lakin bu fakt cihazın performansına.
Məsələn, TSMC (yarımkeçirici istehsalçısı) nümayəndələri deyirlər ki, 7 nm-dən 5 nm proses texnologiyasına keçid prosessorun saat sürəti cəmi 15%.
Tezlik artımının ləngiməsinin səbəbi Dennardın 70-ci illərin sonlarında nəzərə almadığı cari sızmadır. Tranzistorun ölçüsü azaldıqca və tezlik artdıqca, cərəyan mikrosxemi daha çox qızdırmağa başlayır ki, bu da ona zərər verə bilər. Buna görə istehsalçılar prosessor tərəfindən ayrılan gücü tarazlaşdırmalıdırlar. Nəticədə, 2006-cı ildən kütləvi istehsal edilən çiplərin tezliyi 4–5 GHz səviyyəsində müəyyən edilmişdir.
/ Şəkil Unsplash
Bu gün mühəndislər problemi həll edəcək və mikrosxemlərin məhsuldarlığını artıracaq yeni texnologiyalar üzərində işləyirlər. Məsələn, Avstraliyadan olan mütəxəssislər bir neçə yüz gigahertz tezliyə malik olan metal-hava tranzistoru. Transistor drenaj və mənbə rolunu oynayan və 35 nm məsafədə yerləşən iki metal elektroddan ibarətdir. Bu fenomenə görə bir-biri ilə elektron mübadiləsi aparırlar .
Tərtibatçıların fikrincə, onların cihazı texnoloji prosesləri azaltmaq üçün “təqibləri” dayandırmağa və çipdə çoxlu sayda tranzistorlar olan yüksək məhsuldar 3D strukturların qurulmasına cəmləşməyə imkan verəcək.
Kumi qaydası
Onun 2011-ci ildə Stanford professoru Jonathan Koomey tərəfindən. Microsoft, Intel və Karnegi Mellon Universitetindən olan həmkarları ilə birlikdə o 1946-cı ildə qurulmuş ENIAC kompüterindən başlayaraq hesablama sistemlərinin enerji istehlakı haqqında. Nəticədə Kumi aşağıdakı nəticəyə gəldi:
"Statik yük altında hər kilovat enerjinin hesablanması hər il yarım ikiqat artır."
Eyni zamanda qeyd edib ki, son illər kompüterlərin enerji sərfiyyatı da artıb.
2015-ci ildə Kumi işinə əlavə etdi və tədqiqatı yeni məlumatlar ilə tamamladı. O, təsvir etdiyi tendensiyanın yavaşladığını aşkar etdi. Bir kilovat enerji üçün orta çip performansı təxminən hər üç ildən bir iki dəfə artmağa başladı. Çiplərin soyudulması ilə bağlı çətinliklərə görə trend dəyişdi (), çünki tranzistor ölçüsü azaldıqca istiliyi çıxarmaq çətinləşir.
/ Şəkil CC BY-ND
Hal-hazırda yeni çip soyutma texnologiyaları hazırlanır, lakin onların kütləvi tətbiqi barədə hələlik heç bir söhbət yoxdur. Məsələn, Nyu-Yorkdakı bir universitetin tərtibatçıları təklif etdilər kristalın üzərinə nazik istilik keçirici titan, qalay və gümüş qatının tətbiqi üçün lazer 3D çap. Belə bir materialın istilik keçiriciliyi digər termal interfeyslərdən (termal pasta və polimerlər) 7 dəfə yaxşıdır.
Bütün amillərə baxmayaraq , nəzəri enerji həddi hələ çox uzaqdır. O, 1985-ci ildə prosessorların enerji səmərəliliyinin 100 milyard dəfə artacağını qeyd edən fizik Riçard Feynmanın tədqiqatına istinad edir. 2011-ci ildə bu rəqəm cəmi 40 min dəfə artıb.
İT sənayesi hesablama gücündə sürətli artıma öyrəşib, ona görə də mühəndislər Mur Qanununu genişləndirmək və Coomey və Dennard qaydaları tərəfindən qoyulan çətinlikləri aradan qaldırmaq yollarını axtarırlar. Xüsusilə şirkətlər və tədqiqat institutları ənənəvi tranzistor və silisium texnologiyalarının əvəzedicilərini axtarırlar. Gələn dəfə bəzi mümkün alternativlər haqqında danışacağıq.
Korporativ bloqda nə haqqında yazırıq:
Habré-də VMware EMPOWER 2019-dan hesabatlarımız:
Mənbə: www.habr.com