Бид ач холбогдлоо алдаж эхэлсэн хоёр дүрмийн талаар ярьж байна.
/ гэрэл зураг Unsplash
Мурын хуулийг тав гаруй жилийн өмнө боловсруулсан. Энэ хугацаанд тэрээр ихэнх тохиолдолд шударга хэвээр байв. Өнөөдөр ч гэсэн нэг технологийн процессоос нөгөөд шилжих үед чип дээрх транзисторуудын нягтрал . Гэхдээ нэг асуудал байна - шинэ технологийн процессыг хөгжүүлэх хурд удааширч байна.
Жишээлбэл, Intel 10 нм мөсөн нуурын процессоруудынхаа масс үйлдвэрлэлийг удаан хугацаагаар хойшлуулсан. Мэдээллийн технологийн аварга компани ирэх сард төхөөрөмжүүдээ нийлүүлж эхлэх бол архитектурын зарлал эргэн тойронд болсон жилийн өмнө. Мөн өнгөрсөн наймдугаар сард AMD-тай хамтран ажиллаж байсан нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэгч GlobalFoundries 7 нм техникийн процесс (энэ шийдвэрийн шалтгааны талаар бид Хабре дээр).
и Тэд Мурын хууль үхнэ гэж зөгнөсөөр олон жил болж байна. Гордон өөрөө ч гэсэн түүний боловсруулсан дүрэм үйлчлэхээ болино. Гэсэн хэдий ч Мурын хууль нь ач холбогдлоо алдаж, ямар процессор үйлдвэрлэгчид дагаж мөрддөг цорын ганц загвар биш юм.
Деннардын масштабын хууль
Үүнийг 1974 онд динамик санах ойн DRAM-ын инженер, хөгжүүлэгч Роберт Деннард IBM-ийн хамт олонтой хамтран боловсруулсан. Дүрэм нь дараах байдалтай байна.
"Транзисторын хэмжээг багасгаж, процессорын цагийн хурдыг нэмэгдүүлснээр бид түүний гүйцэтгэлийг хялбархан нэмэгдүүлэх боломжтой."
Деннардын дүрэм нь дамжуулагчийн өргөнийг багасгах (техникийн процесс) нь микропроцессорын технологийн салбарын ахиц дэвшлийн гол үзүүлэлт болохыг тогтоосон. Гэвч 2006 онд Деннардын масштабын тухай хууль ажиллахаа больсон. Чип дэх транзисторуудын тоо нэмэгдсээр байгаа боловч энэ баримт төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд.
Жишээлбэл, TSMC (хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгч) компанийн төлөөлөгчид 7 нм-ээс 5 нм хүртэлх процессын технологид шилжих гэж байна. процессорын цагийн хурд ердөө 15%.
Давтамжийн өсөлт удааширч байгаа шалтгаан нь 70-аад оны сүүлээр Деннард анхааралдаа аваагүй одоогийн урсгал юм. Транзисторын хэмжээ багасч, давтамж нэмэгдэх тусам гүйдэл нь микро схемийг илүү халааж эхэлдэг бөгөөд энэ нь түүнийг гэмтээж болно. Тиймээс үйлдвэрлэгчид процессорын хуваарилсан хүчийг тэнцвэржүүлэх ёстой. Үүний үр дүнд 2006 оноос хойш бөөнөөр үйлдвэрлэсэн чипүүдийн давтамжийг 4-5 GHz-д тохируулсан.
/ гэрэл зураг Unsplash
Өнөөдөр инженерүүд асуудлыг шийдэж, микро схемийн гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх шинэ технологи дээр ажиллаж байна. Тухайлбал, Австралийн мэргэжилтнүүд хэдэн зуун гигагерц давтамжтай металл-агаар транзистор. Транзистор нь ус зайлуулах суваг, эх үүсвэрийн үүрэг гүйцэтгэдэг хоёр металл электродоос бүрдэх ба 35 нм зайд байрладаг. Тэд энэ үзэгдлийн улмаас хоорондоо электрон солилцдог .
Хөгжүүлэгчдийн үзэж байгаагаар тэдний төхөөрөмж нь технологийн процессыг багасгахын тулд "хөөх"-ийг зогсоож, чип дээр олон тооны транзистор бүхий өндөр хүчин чадалтай 3D бүтцийг бүтээхэд анхаарлаа төвлөрүүлэх боломжийг олгоно.
Куми дүрэм
Түүний 2011 онд Стэнфордын профессор Жонатан Кумей. Майкрософт, Intel, Карнеги Меллон их сургуулийн хамт олонтой хамт тэр 1946 онд бүтээгдсэн ENIAC компьютерээс эхлэн тооцоолох системийн эрчим хүчний хэрэглээний талаар. Үүний үр дүнд Куми дараахь дүгнэлтэд хүрэв.
"Статик ачааллын дор нэг киловатт эрчим хүчний тооцооллын хэмжээ жил хагас бүр хоёр дахин нэмэгдэж байна."
Үүний зэрэгцээ тэрээр сүүлийн жилүүдэд компьютерийн эрчим хүчний хэрэглээ мөн өссөнийг онцоллоо.
2015 онд Куми ажилдаа орж судалгаагаа шинэ мэдээллээр баяжуулсан. Түүний тодорхойлсон чиг хандлага удааширсан болохыг олж мэдсэн. Нэг киловатт эрчим хүчний чипийн дундаж гүйцэтгэл гурван жил тутамд хоёр дахин нэмэгдэж эхэлсэн. Чипийг хөргөхтэй холбоотой хүндрэлээс болж чиг хандлага өөрчлөгдсөн (), транзисторууд багасах тусам дулааныг тараахад хэцүү болдог.
/ гэрэл зураг CC BY-ND
Чип хөргөх шинэ технологиуд одоогоор боловсруулагдаж байгаа боловч тэдгээрийг бөөнөөр нь хэрэгжүүлэх талаар одоогоор яриагүй байна. Жишээлбэл, Нью-Йоркийн нэгэн их сургуулийн хөгжүүлэгчид санал болгосон болор дээр титан, цагаан тугалга, мөнгөний нимгэн дулаан дамжуулагч давхаргыг түрхэхэд зориулсан лазер 3D хэвлэх. Ийм материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь бусад дулааны интерфейсээс (дулааны зуурмаг ба полимер) 7 дахин сайн байдаг.
Бүх хүчин зүйлийг үл харгалзан , онолын энергийн хязгаар хол хэвээр байна. Тэрээр 1985 онд процессоруудын эрчим хүчний хэмнэлт 100 тэрбум дахин өснө гэж тэмдэглэсэн физикч Ричард Фейнманы судалгаанаас иш татав. 2011 онд энэ тоо ердөө 40 мянга дахин өссөн байна.
Мэдээллийн технологийн салбар нь тооцоолох хүчин чадлын хурдацтай өсөлтөд дассан тул инженерүүд Мурын хуулийг өргөжүүлэх, Куми, Деннардын дүрмээс үүдэлтэй сорилтуудыг даван туулах арга замыг хайж байна. Ялангуяа компаниуд болон судалгааны байгууллагууд уламжлалт транзистор, цахиурын технологийг орлуулахыг хайж байна. Дараагийн удаа бид боломжит хувилбаруудын талаар ярих болно.
Корпорацийн блог дээр бид юу бичдэг вэ:
Habré дээрх VMware EMPOWER 2019-ийн тайлангууд:
Эх сурвалж: www.habr.com