मूरको अतिरिक्त, कसले कम्प्युटिङ प्रणाली स्केलिंगको नियमहरू बनाए

हामी दुई नियमहरूको बारेमा कुरा गर्दैछौं जुन प्रासंगिकता पनि हराउन थालेको छ।

/ फोटो लौरा ओकेल Unsplash

मूरको कानून पचास वर्ष भन्दा पहिले तयार गरिएको थियो। यस अवधिमा, उहाँ धेरै भागको लागि निष्पक्ष रहे। आज पनि, एक प्राविधिक प्रक्रियाबाट अर्कोमा सर्दा, चिपमा ट्रान्जिस्टरको घनत्व आकारमा लगभग दोब्बर। तर त्यहाँ एक समस्या छ - नयाँ प्राविधिक प्रक्रियाहरु को विकास को गति सुस्त छ।

उदाहरण को लागी, Intel ले लामो समय को लागी आफ्नो 10nm आइस लेक प्रोसेसर को ठूलो उत्पादन ढिलाइ गर्यो। जबकि आईटी विशालले अर्को महिना ढुवानी उपकरणहरू सुरु गर्नेछ, वास्तुकला घोषणा वरिपरि भयो। साढे दुई धेरै अगाडी। गत अगस्टमा पनि एकीकृत सर्किट निर्माता ग्लोबलफाउन्ड्रीज, जसले एएमडीसँग काम गर्‍यो, विकास रोकियो 7-nm प्राविधिक प्रक्रियाहरू (यस निर्णयको कारणहरूको बारेमा थप हामी हाम्रो ब्लगमा कुरा गर्नुभयो Habré मा)।

पत्रकारहरु и ठूला आईटी कम्पनीहरूका प्रमुखहरू तिनीहरूले मूरको कानूनको मृत्युको भविष्यवाणी गरेको वर्षौं भइसक्यो। गोर्डन आफैं पनि एक पटक भनेउसले बनाएको नियम लागू हुन बन्द हुनेछ। यद्यपि, मूरको कानून एक मात्र ढाँचा होइन जसले प्रासंगिकता गुमाउँदैछ र कुन प्रोसेसर निर्माताहरू पछ्याउँदै छन्।

डेनर्डको स्केलिंग कानून

यो 1974 मा ईन्जिनियर र डायनामिक मेमोरी DRAM रोबर्ट डेनार्ड को विकासकर्ता द्वारा IBM को सहकर्मीहरु संग तैयार गरिएको थियो। नियम यस प्रकार जान्छ:

"ट्रान्जिस्टरको साइज घटाएर र प्रोसेसरको घडीको गति बढाएर, हामी सजिलैसँग यसको कार्यक्षमता बढाउन सक्छौं।"

डेनार्डको नियमले माइक्रोप्रोसेसर टेक्नोलोजी उद्योगमा प्रगतिको मुख्य सूचकको रूपमा कन्डक्टर चौडाइ (प्राविधिक प्रक्रिया) मा कमी स्थापित गर्यो। तर डेनार्डको स्केलिंग कानूनले 2006 तिर काम गर्न छोड्यो। चिप्स मा ट्रान्जिस्टर को संख्या वृद्धि जारी छ, तर यो तथ्य उल्लेखनीय वृद्धि प्रदान गर्दैन उपकरण प्रदर्शन गर्न।

उदाहरणका लागि, TSMC (अर्धचालक निर्माता) का प्रतिनिधिहरू भन्छन् कि 7 nm बाट 5 nm प्रक्रिया प्रविधिमा संक्रमण वृद्धि हुनेछ केवल 15% द्वारा प्रोसेसर घडी गति।

फ्रिक्वेन्सी वृद्धिमा ढिलो हुनुको कारण वर्तमान चुहावट हो, जसलाई डेनर्डले 70 को दशकको अन्तमा ध्यान दिएनन्। ट्रान्जिस्टरको साइज घट्दै जाँदा र फ्रिक्वेन्सी बढ्दै जाँदा, करेन्टले माइक्रोसर्किटलाई बढी तताउन थाल्छ, जसले यसलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ। तसर्थ, निर्माताहरूले प्रोसेसर द्वारा आवंटित शक्ति सन्तुलन गर्नुपर्छ। नतिजाको रूपमा, 2006 देखि, ठूलो-उत्पादित चिपहरूको आवृत्ति 4-5 GHz मा सेट गरिएको छ।

/ फोटो जेसन लेउङ Unsplash

आज, इन्जिनियरहरूले नयाँ प्रविधिहरूमा काम गरिरहेका छन् जसले समस्या समाधान गर्नेछ र माइक्रोसर्किटहरूको प्रदर्शन बढाउनेछ। उदाहरणका लागि, अष्ट्रेलियाका विशेषज्ञहरू विकास मेटल-टु-एयर ट्रान्जिस्टर जसको फ्रिक्वेन्सी धेरै सय गिगाहर्ट्ज हुन्छ। ट्रान्जिस्टरमा दुई धातु इलेक्ट्रोडहरू हुन्छन् जुन नाली र स्रोतको रूपमा कार्य गर्दछ र 35 एनएमको दूरीमा अवस्थित हुन्छ। घटनाको कारण तिनीहरूले एकअर्कासँग इलेक्ट्रोनहरू आदानप्रदान गर्छन् स्वत: इलेक्ट्रोनिक उत्सर्जन.

विकासकर्ताहरूका अनुसार, तिनीहरूको उपकरणले प्राविधिक प्रक्रियाहरू कम गर्न र चिपमा ठूलो संख्यामा ट्रान्जिस्टरहरूको साथ उच्च-प्रदर्शन थ्रीडी संरचनाहरू निर्माण गर्नमा ध्यान केन्द्रित गर्न "पछ्याउने" रोक्न सम्भव बनाउँदछ।

कुमी नियम

उहाँको सूत्रबद्ध 2011 मा स्ट्यानफोर्ड प्रोफेसर जोनाथन कूमी द्वारा। माइक्रोसफ्ट, इंटेल र कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालयका सहकर्मीहरूसँग मिलेर उनले जानकारी विश्लेषण गरे सन् १९४६ मा निर्मित ENIAC कम्प्युटरबाट सुरु हुने कम्प्युटिङ् प्रणालीहरूको ऊर्जा खपतमा। नतिजाको रूपमा, कुमी निम्न निष्कर्षमा आए:

"स्थिर लोड अन्तर्गत ऊर्जाको प्रति किलोवाट कम्प्युटिङको मात्रा हरेक वर्ष डेढ वर्ष दोब्बर हुँदैछ।"

साथै, विगतका वर्षहरूमा कम्प्युटरको ऊर्जा खपत पनि बढेको उनले बताए ।

2015 मा, कुमी फिर्ता आफ्नो काम गर्न र नयाँ डाटा संग अध्ययन पूरक। उनले वर्णन गरेको प्रवृत्ति सुस्त भएको फेला पारे। प्रति किलोवाट ऊर्जाको औसत चिप प्रदर्शन हरेक तीन वर्षमा लगभग दोब्बर हुन थालेको छ। चिसो चिप्स संग सम्बन्धित कठिनाइहरु को कारण प्रवृत्ति परिवर्तन भयो (पृष्ठ 4), किनकि ट्रान्जिस्टरको आकार घट्दै जाँदा, तातो हटाउन गाह्रो हुन्छ।

/ फोटो डेरेक थॉमस CC BY ND

नयाँ चिप कूलिंग प्रविधिहरू हाल विकसित भइरहेका छन्, तर तिनीहरूको व्यापक कार्यान्वयनको बारेमा अझै कुनै कुरा छैन। उदाहरणका लागि, न्यूयोर्कको एक विश्वविद्यालयका विकासकर्ताहरूले प्रस्ताव गरे प्रयोग गर्नुहोस् क्रिस्टलमा टाइटेनियम, टिन र चाँदीको पातलो ताप-सञ्चालन तह लागू गर्नको लागि लेजर थ्रीडी प्रिन्टिङ। यस्तो सामग्रीको थर्मल चालकता अन्य थर्मल इन्टरफेस (थर्मल पेस्ट र पोलिमर) भन्दा 3 गुणा राम्रो छ।

सबै कारकहरूको बावजुद कुमीका अनुसार, सैद्धान्तिक ऊर्जा सीमा अझै टाढा छ। उनले भौतिकशास्त्री रिचर्ड फेनम्यानको अनुसन्धानलाई उद्धृत गरे, जसले 1985 मा प्रोसेसरहरूको ऊर्जा दक्षता १०० बिलियन गुणा बढ्नेछ भनेर उल्लेख गरे। 100 को समयमा, यो संख्या मात्र 2011 हजार गुणा बढ्यो।

IT उद्योग कम्प्युटिङ पावरमा द्रुत बृद्धि गर्न अभ्यस्त छ, त्यसैले इन्जिनियरहरूले मूरको कानून विस्तार गर्ने र कूमी र डेनार्डका नियमहरूद्वारा लगाइएका चुनौतीहरूलाई पार गर्ने तरिकाहरू खोजिरहेका छन्। विशेष गरी, कम्पनीहरू र अनुसन्धान संस्थानहरूले परम्परागत ट्रान्जिस्टर र सिलिकन टेक्नोलोजीहरूको लागि प्रतिस्थापन खोजिरहेका छन्। हामी अर्को पटक सम्भावित विकल्पहरूको बारेमा कुरा गर्नेछौं।

हामीले कर्पोरेट ब्लगमा के लेख्छौं:

• सर्भरका लागि प्रोसेसरहरू: नयाँ उत्पादनहरू छलफल गर्दै
• डाटा केन्द्रहरूको विकास: प्राविधिक प्रवृत्ति
• कसरी IaaS क्लाउडले कम्पनीको व्यवसाय व्यवस्थित गर्न मद्दत गर्दछ: Avito.ru केस
• डेटा केन्द्रको ऊर्जा दक्षता कसरी सुधार गर्ने
• कसरी IaaS ले व्यवसाय विकास गर्न मद्दत गर्दछ: क्लाउडले समाधान गर्ने तीन समस्याहरू
• कसरी IaaS प्रदायकको क्लाउडमा तपाईंको 100% पूर्वाधार राख्ने र पछुताउने छैन
• शब्द vCloud निर्देशक पछि लुकेको छ - एक भित्री रूप

Habré मा VMware EMPOWER 2019 बाट हाम्रो रिपोर्टहरू:

• सम्मेलनका मुख्य विषयहरु
• कस्तो रह्यो पहिलो दिन
• IoT, AI प्रणाली र नेटवर्क प्रविधिहरू
• डाटा भण्डारण र सुरक्षा प्रविधिहरू

स्रोत: www.habr.com