Біз өзектілігін жоғалта бастаған екі ереже туралы айтып отырмыз.
/ фото Unsplash
Мур заңы елу жылдан астам бұрын тұжырымдалған. Осы уақыт ішінде ол көбінесе әділетті болды. Тіпті бүгінгі күні бір технологиялық процестен екіншісіне ауысқанда чиптегі транзисторлардың тығыздығы . Бірақ бір мәселе бар – жаңа технологиялық процестердің даму жылдамдығы бәсеңдейді.
Мысалы, Intel 10 нм мұз көлі процессорларының жаппай өндірісін ұзақ уақытқа кешіктірді. IT алыбы келесі айда құрылғыларды жөнелтуді бастайды, бірақ сәулет туралы хабарландыру айналасында болды бірнеше жылдар бұрын. Сондай-ақ өткен тамызда AMD-пен жұмыс істеген GlobalFoundries интегралды схема өндірушісі, 7-нм техникалық процестер (бұл шешімнің себептері туралы толығырақ біз Хабреде).
и Олардың Мур заңының өлетінін болжағанына бірнеше жыл болды. Тіпті Гордонның өзі ол тұжырымдаған ереже қолданысын тоқтатады. Дегенмен, Мур заңы өзектілігін жоғалтып жатқан және процессор өндірушілері ұстанатын жалғыз үлгі емес.
Деннардың масштабтау заңы
Оны 1974 жылы DRAM динамикалық жадының инженері және әзірлеушісі Роберт Деннард IBM әріптестерімен бірге құрастырған. Ереже келесідей болады:
«Транзистордың өлшемін азайту және процессордың тактілік жылдамдығын арттыру арқылы біз оның өнімділігін оңай арттыра аламыз».
Деннар ережесі микропроцессорлық технология өнеркәсібіндегі прогрестің негізгі көрсеткіші ретінде өткізгіш енінің (техникалық процесс) қысқаруын белгіледі. Бірақ Деннардтың масштабтау туралы заңы 2006 жылы жұмысын тоқтатты. Чиптердегі транзисторлардың саны өсуде, бірақ бұл факт құрылғы өнімділігіне.
Мысалы, TSMC (жартылай өткізгіш өндіруші) өкілдері 7 нм-ден 5 нм технологиялық технологияға көшуді айтады. процессордың тактілік жылдамдығы небәрі 15%.
Жиілік өсімінің баяулауының себебі 70-ші жылдардың соңында Деннар ескермеген токтың ағуы болып табылады. Транзистордың өлшемі азайып, жиілігі артқан сайын, ток микросұлбаны көбірек қыздыра бастайды, бұл оны зақымдауы мүмкін. Сондықтан өндірушілер процессор бөлетін қуатты теңестіруі керек. Нәтижесінде 2006 жылдан бастап жаппай шығарылатын чиптердің жиілігі 4–5 ГГц деңгейінде белгіленді.
/ фото Unsplash
Бүгінде инженерлер мәселені шешетін және микросұлбалардың өнімділігін арттыратын жаңа технологиялармен жұмыс істеуде. Мысалы, Австралиядан келген мамандар жиілігі бірнеше жүз гигагерц болатын металл-ауа транзисторы. Транзистор ағызу және көз ретінде әрекет ететін және 35 нм қашықтықта орналасқан екі металл электродтан тұрады. Олар құбылысқа байланысты бір-бірімен электрон алмасады .
Әзірлеушілердің пікірінше, олардың құрылғысы технологиялық процестерді азайту үшін «қудауды» тоқтатуға және чипте транзисторлардың көп саны бар жоғары өнімді 3D құрылымдарын құруға шоғырлануға мүмкіндік береді.
Куми ережесі
Оның 2011 жылы Стэнфорд профессоры Джонатан Куми. Microsoft, Intel және Карнеги Меллон университетіндегі әріптестерімен бірге ол 1946 жылы құрастырылған ENIAC компьютерінен бастап есептеу жүйелерінің энергия тұтынуы туралы. Нәтижесінде, Куми келесі қорытындыға келді:
«Статикалық жүктеме кезінде бір киловатт энергияны есептеу көлемі жыл сайын бір жарым есе артып келеді».
Бұл ретте ол соңғы жылдары компьютерлердің энергия тұтынуы да артқанын атап өтті.
2015 жылы Куми жұмыстарына тоқталып, зерттеуді жаңа деректермен толықтырды. Ол өзі сипаттаған үрдістің баяулағанын анықтады. Бір киловатт қуаттағы чиптің орташа өнімділігі әр үш жыл сайын шамамен екі есе өсе бастады. Тренд чиптерді салқындатумен байланысты қиындықтарға байланысты өзгерді (), өйткені транзистор өлшемі азайған сайын жылуды кетіру қиындай түседі.
/ фото CC BY-ND
Қазіргі уақытта чиптерді салқындатудың жаңа технологиялары әзірленуде, бірақ оларды жаппай енгізу туралы әлі әңгіме жоқ. Мысалы, Нью-Йорк университетінің әзірлеушілері ұсынды кристалға титан, қалайы және күмістің жұқа жылу өткізгіш қабатын жағуға арналған лазерлік 3D басып шығару. Мұндай материалдың жылу өткізгіштігі басқа жылу интерфейстерінен (термопаста және полимерлер) қарағанда 7 есе жақсы.
Барлық факторларға қарамастан , энергияның теориялық шегі әлі де алыс. Ол 1985 жылы процессорлардың энергия тиімділігі 100 миллиард есе артады деп атап өткен физик Ричард Фейнманның зерттеулерін келтіреді. 2011 жылы бұл көрсеткіш небәрі 40 мың есе өсті.
IT индустриясы есептеу қуатының жылдам өсуіне үйренген, сондықтан инженерлер Мур заңын кеңейту және Куми мен Деннар ережелері жүктеген қиындықтарды жеңу жолдарын іздейді. Атап айтқанда, компаниялар мен ғылыми-зерттеу институттары дәстүрлі транзисторлық және кремний технологияларын ауыстыруды іздеуде. Кейбір ықтимал баламалар туралы келесі жолы айтатын боламыз.
Корпоративтік блогта біз не жазамыз:
Habré бойынша VMware EMPOWER 2019 есептеріміз:
Ақпарат көзі: www.habr.com