Ni parolas pri du reguloj, kiuj ankaŭ komencas perdi gravecon.
/ foto Unsplash
La Leĝo de Moore estis formulita antaŭ pli ol kvindek jaroj. Dum ĉi tiu tempo, li plejparte restis justa. Eĉ hodiaŭ, kiam oni moviĝas de unu procezo teknologio al alia, la denseco de transistoroj sur blato . Sed estas problemo - la rapideco de disvolviĝo de novaj teknikaj procezoj malrapidiĝas.
Ekzemple, Intel prokrastis amasproduktadon de siaj 10nm Ice Lake-procesoroj dum longa tempo. Dum la IT-giganto komencos sendi aparatojn venontmonate, la arkitekturo estis anoncita ĉirkaŭe antaŭ jaroj. Ankaŭ la pasintan aŭguston, la fabrikanto de integracirkvitoj GlobalFoundries, kiu laboris kun AMD, 7nm-proceza teknologio (pli pri la kialoj de ĉi tiu decido, ni sur Habré).
и De pluraj jaroj ili antaŭdiris morton al la leĝo de Moore. Eĉ Gordon mem ke la regulo, kiun li formulis, ne plu validos. Tamen, la leĝo de Moore ne estas la sola ŝablono, kiu perdas gravecon kaj al kiu la fabrikantoj de procesoroj egalas.
La skalleĝo de Dennard
Ĝi estis formulita en 1974 fare de la inĝeniero kaj programisto de dinamika DRAM Robert Dennard (Robert Dennard) kune kun kolegoj de IBM. La regulo iras jene:
"Malgrandigante la grandecon de la transistoro kaj pliigante la horloĝan rapidon de la procesoro, ni povas facile pliigi ĝian rendimenton."
La regulo de Dennard establis redukton en la larĝo de la konduktoro (teknologia procezo) kiel la ĉefan indikilon de progreso en la mikroprocesora teknologioindustrio. Sed la leĝo de Dennard pri skalo ĉesis ĉirkaŭ 2006. La nombro da transistoroj en blatoj daŭre pliiĝas, sed ĉi tiu fakto al aparata agado.
Ekzemple, reprezentantoj de TSMC (fabrikisto de semikonduktaĵoj) diras, ke la transiro de 7nm al 5nm procesora horloĝo rapido je nur 15%.
La kialo de la malrapidiĝo de frekvenca kresko estas nuna elfluo, kiun Dennard ne konsideris fine de la 70-aj jaroj. Kun malpliiĝo de la grandeco de la transistoro kaj pliiĝo de frekvenco, la fluo komencas pli forte varmigi la mikrocirkviton, kio povas damaĝi ĝin. Sekve, fabrikantoj devas ekvilibrigi la potencon asignitan de la procesoro. Kiel rezulto, ekde 2006, la ofteco de amasaj blatoj estis fiksita je ĉirkaŭ 4-5 GHz.
/ foto Unsplash
Hodiaŭ, inĝenieroj laboras pri novaj teknologioj, kiuj solvos la problemon kaj pliigos la rendimenton de mikrocirkvitoj. Ekzemple, spertuloj el Aŭstralio metalaera transistoro, kiu havas oftecon de kelkcent gigahercoj. La transistoro konsistas el du metalelektrodoj, kiuj funkcias kiel drenilo kaj fonto, kaj situas je distanco de 35 nm. Ili interŝanĝas elektronojn inter si pro la fenomeno .
Laŭ la programistoj, ilia aparato permesos al ili ĉesi "ĉasi" la redukton de teknikaj procezoj kaj koncentriĝi pri konstruado de alt-efikecaj 3D strukturoj kun granda nombro da transistoroj sur blato.
Kumi regulo
Liaj en 2011 de Stanforda profesoro Jonathan Koomey. Kune kun kolegoj de Microsoft, Intel kaj Carnegie Mellon University, li pri la energikonsumo de komputiksistemoj, komencante kun la ENIAC-komputilo konstruita en 1946. Kiel rezulto, Kumi faris la sekvan konkludon:
"La kvanto de komputado per kilovato de energio ĉe statika ŝarĝo duobliĝas ĉiun jaron kaj duonon."
Samtempe li rimarkis, ke ankaŭ la elektra konsumo de komputiloj pliiĝis dum la pasintaj jaroj.
En 2015 Kumi al sia laboro kaj kompletigis la studon per novaj datumoj. Li trovis, ke la tendenco, kiun li priskribis, malrapidiĝis. La averaĝa blato-rendimento per kilovato de potenco komencis duobliĝi proksimume ĉiujn tri jarojn. La tendenco ŝanĝiĝis pro la malfacilaĵoj asociitaj kun malvarmigo de la blatoj (), ĉar kiam la grandeco de transistoroj malpliiĝas, iĝas pli malfacile forigi varmecon.
/ foto CC BY-ND
Nun novaj teknologioj por malvarmigo de blatoj estas disvolvitaj, sed ĝis nun ne necesas paroli pri ilia amasa efektivigo. Ekzemple, programistoj de la Universitato de Novjorko proponis lasera 3D presado por apliki maldikan termikan konduktan tavolon de titanio, stano kaj arĝento al la kristalo. La varmokondukteco de tia materialo estas 7 fojojn pli bona ol tiu de aliaj termikaj interfacoj (termika pasto kaj polimeroj).
Malgraŭ ĉiuj faktoroj , la teoria energia limo estas ankoraŭ malproksime. Li citas studon de fizikisto Richard Feynman, kiu jam en 1985 rimarkis, ke la energia efikeco de procesoroj pliiĝos 100 miliardojn da fojoj. En la tempo de 2011, ĉi tiu cifero pliiĝis nur 40 mil fojojn.
La IT-industrio kutimas al altaj rapidecoj de kresko en komputika potenco, do inĝenieroj serĉas manierojn etendi la validecon de la leĝo de Moore kaj venki la malfacilaĵojn diktitajn de la reguloj de Koumi kaj Dennard. Aparte, kompanioj kaj esplorinstitucioj serĉas anstataŭigi tradician transistoran teknologion kaj silicion. Ni parolos pri iuj el la eblaj alternativoj venontfoje.
Pri kio ni skribas en la kompania blogo:
Niaj raportoj de VMware EMPOWER 2019 pri Habré:
fonto: www.habr.com