Po flasim për dy rregulla që po ashtu kanë filluar të humbasin rëndësinë.
/ Foto Unsplash
Ligji i Moore u formulua më shumë se pesëdhjetë vjet më parë. Gjatë gjithë kësaj kohe, ai mbeti i drejtë në pjesën më të madhe. Edhe sot, kur kaloni nga një proces teknologjik në tjetrin, densiteti i transistorëve në një çip . Por ka një problem - shpejtësia e zhvillimit të proceseve të reja teknologjike po ngadalësohet.
Për shembull, Intel vonoi prodhimin masiv të procesorëve të tij 10 nm Ice Lake për një kohë të gjatë. Ndërsa gjigandi i IT do të fillojë dërgimin e pajisjeve muajin e ardhshëm, njoftimi i arkitekturës u bë rreth e rrotull vite më parë. Gjithashtu gushtin e kaluar, prodhuesi i qarkut të integruar GlobalFoundries, i cili punoi me AMD, Proceset teknike 7-nm (më shumë rreth arsyeve të këtij vendimi ne në Habré).
и Kanë kaluar vite që kur ata kanë parashikuar vdekjen e ligjit të Moore. Edhe vetë Gordon se rregulli që ai formuloi do të pushojë së zbatuari. Megjithatë, ligji i Moore nuk është modeli i vetëm që po humbet rëndësinë dhe të cilin prodhuesit e procesorëve po ndjekin.
Ligji i shkallëzimit të Denardit
Ai u formulua në vitin 1974 nga inxhinieri dhe zhvilluesi i DRAM memorie dinamike Robert Dennard, së bashku me kolegët nga IBM. Rregulli shkon kështu:
"Duke reduktuar madhësinë e tranzistorit dhe duke rritur shpejtësinë e orës së procesorit, ne mund të rrisim lehtësisht performancën e tij."
Rregulli i Dennard-it vendosi reduktimin e gjerësisë së përcjellësit (procesi teknik) si treguesi kryesor i progresit në industrinë e teknologjisë së mikroprocesorëve. Por ligji i shkallëzimit të Dennard pushoi së funksionuari rreth vitit 2006. Numri i transistorëve në çipa vazhdon të rritet, por ky fakt ndaj performancës së pajisjes.
Për shembull, përfaqësuesit e TSMC (prodhuesi gjysmëpërçues) thonë se kalimi nga teknologjia e procesit 7 nm në 5 nm shpejtësia e orës së procesorit me vetëm 15%.
Arsyeja e ngadalësimit të rritjes së frekuencës është rrjedhja aktuale, të cilën Dennard nuk e mori parasysh në fund të viteve '70. Ndërsa madhësia e tranzistorit zvogëlohet dhe frekuenca rritet, rryma fillon të ngrohë më shumë mikroqarkun, gjë që mund ta dëmtojë atë. Prandaj, prodhuesit duhet të balancojnë fuqinë e caktuar nga procesori. Si rezultat, që nga viti 2006, frekuenca e çipave të prodhuar në masë është vendosur në 4-5 GHz.
/ Foto Unsplash
Sot, inxhinierët po punojnë në teknologji të reja që do të zgjidhin problemin dhe do të rrisin performancën e mikroqarqeve. Për shembull, specialistë nga Australia një transistor metal-ajër që ka një frekuencë prej disa qindra gigahertz. Transistori përbëhet nga dy elektroda metalike që veprojnë si kullues dhe burim dhe ndodhen në një distancë prej 35 nm. Ata shkëmbejnë elektrone me njëri-tjetrin për shkak të fenomenit .
Sipas zhvilluesve, pajisja e tyre do të bëjë të mundur ndalimin e "ndjekjes" për të zvogëluar proceset teknologjike dhe për t'u përqëndruar në ndërtimin e strukturave 3D me performancë të lartë me një numër të madh transistorësh në një çip.
Rregulla Kumi
E tij në 2011 nga profesori i Stanfordit, Jonathan Koomey. Së bashku me kolegët nga Microsoft, Intel dhe Carnegie Mellon University, ai mbi konsumin e energjisë të sistemeve informatike duke filluar me kompjuterin ENIAC të ndërtuar në vitin 1946. Si rezultat, Kumi doli në përfundimin e mëposhtëm:
"Sasia e llogaritjes për kilovat energji nën ngarkesë statike po dyfishohet çdo vit e gjysmë."
Në të njëjtën kohë, ai vuri në dukje se konsumi i energjisë i kompjuterëve është rritur gjithashtu gjatë viteve të fundit.
Në vitin 2015, Kumi punës së tij dhe e plotësoi studimin me të dhëna të reja. Ai zbuloi se trendi që ai përshkroi ishte ngadalësuar. Performanca mesatare e çipit për kilovat energji ka filluar të dyfishohet afërsisht çdo tre vjet. Trendi ndryshoi për shkak të vështirësive që lidhen me çipat e ftohjes (), meqenëse me zvogëlimin e madhësisë së tranzistorit, largimi i nxehtësisë bëhet më i vështirë.
/ Foto CC BY-ND
Aktualisht po zhvillohen teknologji të reja të ftohjes së çipave, por ende nuk flitet për zbatimin masiv të tyre. Për shembull, zhvilluesit nga një universitet në Nju Jork propozuan Printim 3D me lazer për aplikimin e një shtrese të hollë titani, kallaji dhe argjendi që përçon nxehtësinë mbi kristal. Përçueshmëria termike e një materiali të tillë është 7 herë më e mirë se ajo e ndërfaqeve të tjera termike (pastë termike dhe polimere).
Pavarësisht të gjithë faktorëve , kufiri teorik i energjisë është ende larg. Ai citon studimin e fizikanit Richard Feynman, i cili vuri në dukje në 1985 se efikasiteti i energjisë i përpunuesve do të rritej 100 miliardë herë. Në vitin 2011, kjo shifër u rrit vetëm 40 mijë herë.
Industria e IT-së është mësuar me rritjen e shpejtë të fuqisë kompjuterike, kështu që inxhinierët po kërkojnë mënyra për të zgjeruar Ligjin e Moore dhe për të kapërcyer sfidat e vendosura nga rregullat e Coomey dhe Dennard. Në veçanti, kompanitë dhe institutet kërkimore po kërkojnë zëvendësues për teknologjitë tradicionale të tranzistorit dhe silikonit. Ne do të flasim për disa nga alternativat e mundshme herën tjetër.
Për çfarë shkruajmë në blogun e korporatës:
Raportet tona nga VMware EMPOWER 2019 në Habré:
Burimi: www.habr.com