મૂર ઉપરાંત, બીજા કોણે સ્કેલિંગ કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમ્સ માટે કાયદા ઘડ્યા?

અમે બે નિયમો વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ જે પણ સુસંગતતા ગુમાવવા લાગ્યા છે.

/ ફોટો લૌરા ઓકેલ અનસ્પ્લેશ

મૂરનો કાયદો પચાસ વર્ષ પહેલાં ઘડવામાં આવ્યો હતો. આ સમગ્ર સમય દરમિયાન, તે મોટાભાગે ન્યાયી રહ્યો. આજે પણ, જ્યારે એક તકનીકી પ્રક્રિયામાંથી બીજી પ્રક્રિયામાં ખસેડવામાં આવે છે, ત્યારે ચિપ પર ટ્રાન્ઝિસ્ટરની ઘનતા કદમાં લગભગ બમણું. પરંતુ એક સમસ્યા છે - નવી તકનીકી પ્રક્રિયાઓના વિકાસની ગતિ ધીમી પડી રહી છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્ટેલે લાંબા સમય સુધી તેના 10nm આઇસ લેક પ્રોસેસરોના મોટા પાયે ઉત્પાદનમાં વિલંબ કર્યો. જ્યારે આઇટી જાયન્ટ આવતા મહિને ઉપકરણોનું શિપિંગ શરૂ કરશે, આર્કિટેક્ચરની જાહેરાત આસપાસ થઈ અઢી ઘણાં વર્ષો પહેલા, ઘણાં વર્ષોથી. ગયા ઓગસ્ટમાં પણ ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ઉત્પાદક ગ્લોબલફાઉન્ડ્રીઝ, જેણે AMD સાથે કામ કર્યું હતું, વિકાસ અટકાવ્યો 7-એનએમ તકનીકી પ્રક્રિયાઓ (આ નિર્ણયના કારણો વિશે વધુ અમે અમારા બ્લોગમાં વાત કરી Habré પર).

પત્રકારો и મોટી આઈટી કંપનીઓના વડાઓ તેઓ મૂરના કાયદાના મૃત્યુની આગાહી કરી રહ્યાં છે ત્યારથી વર્ષો થઈ ગયા છે. ખુદ ગોર્ડન પણ એકવાર જણાવ્યુંકે તેમણે ઘડેલા નિયમ લાગુ થવાનું બંધ થઈ જશે. જો કે, મૂરનો કાયદો એકમાત્ર પેટર્ન નથી જે સુસંગતતા ગુમાવી રહ્યો છે અને જે પ્રોસેસર ઉત્પાદકો અનુસરી રહ્યા છે.

ડેનાર્ડનો સ્કેલિંગ કાયદો

તે 1974 માં IBM ના સાથીદારો સાથે મળીને ડાયનેમિક મેમરી DRAM રોબર્ટ ડેનાર્ડના એન્જિનિયર અને ડેવલપર દ્વારા ઘડવામાં આવ્યું હતું. નિયમ આના જેવો છે:

"ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું કદ ઘટાડીને અને પ્રોસેસરની ઘડિયાળની ઝડપ વધારીને, અમે સરળતાથી તેનું પ્રદર્શન વધારી શકીએ છીએ."

ડેનાર્ડના નિયમએ માઇક્રોપ્રોસેસર ટેક્નોલોજી ઉદ્યોગમાં પ્રગતિના મુખ્ય સૂચક તરીકે કંડક્ટરની પહોળાઈ (તકનીકી પ્રક્રિયા) માં ઘટાડો સ્થાપિત કર્યો. પરંતુ ડેનાર્ડના સ્કેલિંગ કાયદાએ 2006 ની આસપાસ કામ કરવાનું બંધ કરી દીધું. ચિપ્સમાં ટ્રાન્ઝિસ્ટરની સંખ્યા સતત વધી રહી છે, પરંતુ આ હકીકત છે નોંધપાત્ર વધારો આપતું નથી ઉપકરણ પ્રદર્શન માટે.

ઉદાહરણ તરીકે, TSMC (સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદક) ના પ્રતિનિધિઓ કહે છે કે 7 nm થી 5 nm પ્રક્રિયા તકનીકમાં સંક્રમણ વધારો કરશે પ્રોસેસરની ઘડિયાળની ઝડપ માત્ર 15%.

આવર્તન વૃદ્ધિમાં મંદીનું કારણ વર્તમાન લિકેજ છે, જેને ડેનાર્ડે 70 ના દાયકાના અંતમાં ધ્યાનમાં લીધું ન હતું. જેમ જેમ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું કદ ઘટે છે અને આવર્તન વધે છે તેમ, વર્તમાન માઇક્રોસિર્કિટને વધુ ગરમ કરવાનું શરૂ કરે છે, જે તેને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. તેથી, ઉત્પાદકોએ પ્રોસેસર દ્વારા ફાળવવામાં આવેલી શક્તિને સંતુલિત કરવી પડશે. પરિણામે, 2006 થી, મોટા પાયે ઉત્પાદિત ચિપ્સની આવર્તન 4-5 GHz પર સેટ કરવામાં આવી છે.

/ ફોટો જેસન લેઉંગ અનસ્પ્લેશ

આજે, ઇજનેરો નવી તકનીકો પર કામ કરી રહ્યા છે જે સમસ્યાનો ઉકેલ લાવશે અને માઇક્રોસિર્કિટ્સની કામગીરીમાં વધારો કરશે. ઉદાહરણ તરીકે, ઑસ્ટ્રેલિયાના નિષ્ણાતો વિકાસ મેટલ-ટુ-એર ટ્રાન્ઝિસ્ટર કે જેની આવર્તન કેટલાક સો ગીગાહર્ટ્ઝ છે. ટ્રાંઝિસ્ટરમાં બે મેટલ ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે જે ડ્રેઇન અને સ્ત્રોત તરીકે કામ કરે છે અને 35 એનએમના અંતરે સ્થિત છે. ઘટનાને કારણે તેઓ એકબીજા સાથે ઇલેક્ટ્રોનનું વિનિમય કરે છે ઓટો-ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્સર્જન.

વિકાસકર્તાઓના જણાવ્યા મુજબ, તેમનું ઉપકરણ તકનીકી પ્રક્રિયાઓને ઘટાડવા માટે "પીછો" કરવાનું બંધ કરવાનું શક્ય બનાવશે અને ચિપ પર મોટી સંખ્યામાં ટ્રાંઝિસ્ટર સાથે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન 3D સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે.

કુમી નિયમ

અહીં ઘડવામાં 2011 માં સ્ટેનફોર્ડ પ્રોફેસર જોનાથન કુમી દ્વારા. માઇક્રોસોફ્ટ, ઇન્ટેલ અને કાર્નેગી મેલોન યુનિવર્સિટીના સાથીદારો સાથે મળીને, તેમણે માહિતીનું વિશ્લેષણ કર્યું 1946 માં બનેલા ENIAC કમ્પ્યુટરથી શરૂ થતી કમ્પ્યુટિંગ સિસ્ટમ્સના ઉર્જા વપરાશ પર. પરિણામે, કુમી નીચેના નિષ્કર્ષ પર આવ્યા:

"સ્ટેટિક લોડ હેઠળ ઊર્જાના કિલોવોટ દીઠ કમ્પ્યુટિંગની માત્રા દર દોઢ વર્ષે બમણી થઈ રહી છે."

તે જ સમયે, તેમણે નોંધ્યું હતું કે છેલ્લા વર્ષોમાં કમ્પ્યુટરનો ઊર્જા વપરાશ પણ વધ્યો છે.

2015 માં, કુમી પરત તેમના કાર્ય માટે અને નવા ડેટા સાથે અભ્યાસને પૂરક બનાવ્યો. તેણે જોયું કે તેણે વર્ણવેલ વલણ ધીમી પડી ગયું હતું. ઊર્જાના કિલોવોટ દીઠ સરેરાશ ચિપ પ્રદર્શન દર ત્રણ વર્ષે લગભગ બમણું થવાનું શરૂ થયું છે. કૂલિંગ ચિપ્સ સાથે સંકળાયેલ મુશ્કેલીઓને કારણે વલણ બદલાયું (પૃષ્ઠ 4), કારણ કે ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું કદ ઘટે છે, ગરમી દૂર કરવી વધુ મુશ્કેલ બને છે.

/ ફોટો ડેરેક થોમસ સીસી બીવાય-એનડી

નવી ચિપ કૂલિંગ ટેક્નોલોજીઓ હાલમાં વિકસાવવામાં આવી રહી છે, પરંતુ હજુ સુધી તેમના સામૂહિક અમલીકરણની કોઈ વાત નથી. ઉદાહરણ તરીકે, ન્યુ યોર્કની યુનિવર્સિટીના વિકાસકર્તાઓએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો ઉપયોગ કરો ક્રિસ્ટલ પર ટાઇટેનિયમ, ટીન અને ચાંદીના પાતળા હીટ-કન્ડક્ટીંગ લેયરને લાગુ કરવા માટે લેસર 3D પ્રિન્ટીંગ. આવી સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા અન્ય થર્મલ ઇન્ટરફેસ (થર્મલ પેસ્ટ અને પોલિમર) કરતા 7 ગણી સારી છે.

તમામ પરિબળો હોવા છતાં કુમી અનુસાર, સૈદ્ધાંતિક ઊર્જા મર્યાદા હજુ દૂર છે. તેમણે ભૌતિકશાસ્ત્રી રિચાર્ડ ફેનમેનના સંશોધનને ટાંક્યું, જેમણે 1985માં નોંધ્યું હતું કે પ્રોસેસર્સની ઊર્જા કાર્યક્ષમતા 100 અબજ ગણી વધી જશે. 2011ના સમયે આ આંકડો માત્ર 40 હજાર ગણો વધ્યો હતો.

IT ઉદ્યોગ કમ્પ્યુટિંગ શક્તિમાં ઝડપી વૃદ્ધિ માટે ટેવાયેલો છે, તેથી એન્જિનિયરો મૂરના કાયદાને વિસ્તારવા અને કૂમી અને ડેનાર્ડના નિયમો દ્વારા લાદવામાં આવેલા પડકારોને દૂર કરવાના માર્ગો શોધી રહ્યા છે. ખાસ કરીને, કંપનીઓ અને સંશોધન સંસ્થાઓ પરંપરાગત ટ્રાંઝિસ્ટર અને સિલિકોન ટેક્નોલોજીઓ માટે રિપ્લેસમેન્ટ શોધી રહી છે. અમે આગલી વખતે કેટલાક સંભવિત વિકલ્પો વિશે વાત કરીશું.

અમે કોર્પોરેટ બ્લોગમાં શું લખીએ છીએ:

• સર્વર માટે પ્રોસેસર્સ: નવા ઉત્પાદનોની ચર્ચા
• ડેટા સેન્ટર્સનો વિકાસ: તકનીકી વલણો
• IaaS ક્લાઉડ કંપનીના વ્યવસાયને ગોઠવવામાં કેવી રીતે મદદ કરે છે: Avito.ru કેસ
• ડેટા સેન્ટરની ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં કેવી રીતે સુધારો કરવો
• IaaS વ્યવસાય વિકસાવવામાં કેવી રીતે મદદ કરે છે: ત્રણ સમસ્યાઓ કે જે ક્લાઉડ હલ કરશે
• IaaS પ્રદાતાના ક્લાઉડમાં તમારું 100% ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર કેવી રીતે મૂકવું અને તેનો અફસોસ ન કરવો
• વીક્લાઉડ ડિરેક્ટર શબ્દ પાછળ શું છુપાયેલું છે - એક આંતરિક દેખાવ

હેબ્રે પર VMware EMPOWER 2019 ના અમારા અહેવાલો:

• પરિષદના મુખ્ય વિષયો
• પહેલો દિવસ કેવો રહ્યો
• IoT, AI સિસ્ટમ્સ અને નેટવર્ક ટેકનોલોજી
• ડેટા સ્ટોરેજ અને પ્રોટેક્શન ટેકનોલોજી

સોર્સ: www.habr.com