Kita bercakap tentang dua peraturan yang juga mula hilang kaitan.
/ foto Unsplash
Undang-undang Moore telah digubal lebih daripada lima puluh tahun yang lalu. Sepanjang masa ini, dia kekal adil untuk sebahagian besar. Malah pada hari ini, apabila bergerak dari satu proses teknologi ke yang lain, ketumpatan transistor pada cip . Tetapi ada masalah - kelajuan pembangunan proses teknologi baru semakin perlahan.
Sebagai contoh, Intel menangguhkan pengeluaran besar-besaran pemproses Tasik Ais 10nmnya untuk masa yang lama. Walaupun gergasi IT akan memulakan penghantaran peranti bulan depan, pengumuman seni bina berlaku sekitar tahun lalu. Juga pada Ogos lalu, pengeluar litar bersepadu GlobalFoundries, yang bekerja dengan AMD, Proses teknikal 7-nm (lebih lanjut mengenai sebab keputusan ini kami pada HabrΓ©).
ΠΈ Sudah bertahun-tahun sejak mereka meramalkan kematian undang-undang Moore. Malah Gordon sendiri bahawa peraturan yang digubalnya akan berhenti diguna pakai. Walau bagaimanapun, undang-undang Moore bukanlah satu-satunya corak yang kehilangan kaitan dan pengeluar pemproses yang mana ikuti.
Undang-undang penskalaan Dennard
Ia telah dirumuskan pada tahun 1974 oleh jurutera dan pembangun memori dinamik DRAM Robert Dennard, bersama-sama dengan rakan sekerja dari IBM. Peraturannya seperti ini:
"Dengan mengurangkan saiz transistor dan meningkatkan kelajuan jam pemproses, kami boleh meningkatkan prestasinya dengan mudah."
Peraturan Dennard menetapkan pengurangan lebar konduktor (proses teknikal) sebagai penunjuk utama kemajuan dalam industri teknologi mikropemproses. Tetapi undang-undang penskalaan Dennard berhenti berfungsi sekitar tahun 2006. Bilangan transistor dalam cip terus meningkat, tetapi fakta ini kepada prestasi peranti.
Sebagai contoh, wakil TSMC (pengilang semikonduktor) mengatakan bahawa peralihan daripada teknologi proses 7 nm ke 5 nm kelajuan jam pemproses sebanyak 15% sahaja.
Sebab kelembapan dalam pertumbuhan frekuensi adalah kebocoran semasa, yang tidak diambil kira oleh Dennard pada lewat 70-an. Apabila saiz transistor berkurangan dan kekerapan meningkat, arus mula memanaskan litar mikro lebih banyak, yang boleh merosakkannya. Oleh itu, pengeluar perlu mengimbangi kuasa yang diperuntukkan oleh pemproses. Akibatnya, sejak 2006, kekerapan cip yang dihasilkan secara besar-besaran telah ditetapkan pada 4β5 GHz.
/ foto Unsplash
Hari ini, jurutera sedang mengusahakan teknologi baharu yang akan menyelesaikan masalah dan meningkatkan prestasi litar mikro. Contohnya, pakar dari Australia transistor logam-ke-udara yang mempunyai frekuensi beberapa ratus gigahertz. Transistor terdiri daripada dua elektrod logam yang bertindak sebagai longkang dan sumber dan terletak pada jarak 35 nm. Mereka menukar elektron antara satu sama lain disebabkan oleh fenomena tersebut .
Menurut pemaju, peranti mereka akan memungkinkan untuk berhenti "mengejar" untuk mengurangkan proses teknologi dan menumpukan pada membina struktur 3D berprestasi tinggi dengan sejumlah besar transistor pada cip.
Peraturan Kumi
Nya pada tahun 2011 oleh profesor Stanford Jonathan Koomey. Bersama rakan sekerja dari Microsoft, Intel dan Carnegie Mellon University, beliau mengenai penggunaan tenaga sistem pengkomputeran bermula dengan komputer ENIAC yang dibina pada tahun 1946. Hasilnya, Kumi membuat kesimpulan berikut:
"Jumlah pengiraan setiap kilowatt tenaga di bawah beban statik meningkat dua kali ganda setiap setengah tahun."
Pada masa yang sama, beliau menyatakan bahawa penggunaan tenaga komputer juga telah meningkat sejak beberapa tahun lalu.
Pada tahun 2015, Kumi kepada kerjanya dan menambah kajian dengan data baharu. Dia mendapati bahawa trend yang diterangkannya telah perlahan. Prestasi cip purata bagi setiap kilowatt tenaga telah mula meningkat dua kali ganda kira-kira setiap tiga tahun. Trend berubah disebabkan oleh kesukaran yang berkaitan dengan cip penyejukan (), memandangkan apabila saiz transistor berkurangan, ia menjadi lebih sukar untuk mengeluarkan haba.
/ foto CC BY-ND
Teknologi penyejukan cip baharu sedang dibangunkan, tetapi belum ada perbincangan mengenai pelaksanaan besar-besaran mereka. Sebagai contoh, pemaju dari universiti di New York mencadangkan percetakan 3D laser untuk menggunakan lapisan pengalir haba nipis titanium, timah dan perak pada kristal. Kekonduksian terma bahan sedemikian adalah 7 kali lebih baik daripada antara muka terma lain (pes haba dan polimer).
Walaupun semua faktor , had tenaga teori masih jauh. Beliau memetik penyelidikan oleh ahli fizik Richard Feynman, yang menyatakan pada tahun 1985 bahawa kecekapan tenaga pemproses akan meningkat 100 bilion kali. Pada masa 2011, angka ini meningkat hanya 40 ribu kali.
Industri IT sudah biasa dengan pertumbuhan pesat dalam kuasa pengkomputeran, jadi jurutera mencari cara untuk melanjutkan Undang-undang Moore dan mengatasi cabaran yang dikenakan oleh peraturan Coomey dan Dennard. Khususnya, syarikat dan institut penyelidikan sedang mencari pengganti untuk transistor tradisional dan teknologi silikon. Kami akan bercakap tentang beberapa alternatif yang mungkin pada masa akan datang.
Perkara yang kami tulis dalam blog korporat:
Laporan kami dari VMware EMPOWER 2019 tentang HabrΓ©:
Sumber: www.habr.com