Biz o'z ahamiyatini yo'qota boshlagan ikkita qoida haqida gapiramiz.
/ rasm Unsplash
Mur qonuni ellik yildan ko'proq vaqt oldin ishlab chiqilgan. Bu vaqt davomida u ko'pincha adolatli bo'lib qoldi. Bugungi kunda ham, bir texnologik jarayondan ikkinchisiga o'tishda, chipdagi tranzistorlarning zichligi . Ammo bir muammo bor - yangi texnologik jarayonlarning rivojlanish tezligi sekinlashmoqda.
Misol uchun, Intel 10 nm Ice Lake protsessorlarini ommaviy ishlab chiqarishni uzoq vaqtga kechiktirdi. IT giganti kelasi oy qurilmalarni jo'natishni boshlaydi, arxitektura e'lonlari atrofida bo'lib o'tdi yil avval. Shuningdek, o'tgan avgust oyida AMD bilan ishlagan integral mikrosxemalar ishlab chiqaruvchisi GlobalFoundries, 7-nm texnik jarayonlar (bu qarorning sabablari haqida ko'proq ma'lumot beramiz Habre haqida).
и Ular Mur qonunining o'limini bashorat qilishganiga yillar bo'ldi. Hatto Gordonning o'zi ham u ishlab chiqqan qoida amal qilishni to'xtatadi. Biroq, Mur qonuni o'z ahamiyatini yo'qotayotgan va qaysi protsessor ishlab chiqaruvchilari amal qilayotgan yagona namuna emas.
Dennardning masshtablash qonuni
U 1974 yilda DRAM dinamik xotirasi muhandisi va ishlab chiqaruvchisi Robert Dennard tomonidan IBM hamkasblari bilan birgalikda ishlab chiqilgan. Qoida quyidagicha bo'ladi:
"Tranzistor hajmini kamaytirish va protsessorning soat tezligini oshirish orqali biz uning ish faoliyatini osonlik bilan oshirishimiz mumkin."
Dennard qoidasi mikroprotsessor texnologiyalari sanoatidagi taraqqiyotning asosiy ko'rsatkichi sifatida o'tkazgich kengligining qisqarishini (texnik jarayon) belgilab berdi. Ammo Dennardning miqyosni oshirish qonuni 2006 yilda ishlamay qoldi. Chiplardagi tranzistorlar soni o'sishda davom etmoqda, ammo bu haqiqat qurilmaning ishlashi uchun.
Misol uchun, TSMC (yarim o'tkazgich ishlab chiqaruvchisi) vakillari 7 nm dan 5 nm texnologik jarayonga o'tishni aytishadi. protsessorning soat tezligi atigi 15% ga.
Chastotaning o'sishining sekinlashuvining sababi, Dennard 70-yillarning oxirida hisobga olinmagan oqim oqimidir. Transistorning o'lchami kamayishi va chastotaning oshishi bilan oqim mikrosxemani ko'proq qizdira boshlaydi, bu unga zarar etkazishi mumkin. Shuning uchun ishlab chiqaruvchilar protsessor tomonidan ajratilgan quvvatni muvozanatlashlari kerak. Natijada, 2006 yildan boshlab, ommaviy ishlab chiqarilgan chiplarning chastotasi 4-5 gigagertsgacha o'rnatildi.
/ rasm Unsplash
Bugungi kunda muhandislar muammoni hal qiladigan va mikrosxemalarning ish faoliyatini oshiradigan yangi texnologiyalar ustida ishlamoqda. Masalan, Avstraliyadan kelgan mutaxassislar bir necha yuz gigagerts chastotasiga ega bo'lgan metall-havo tranzistori. Transistor ikkita metall elektroddan iborat bo'lib, ular drenaj va manba vazifasini bajaradi va 35 nm masofada joylashgan. Ular hodisa tufayli bir-biri bilan elektron almashadilar .
Ishlab chiquvchilarning fikriga ko'ra, ularning qurilmasi texnologik jarayonlarni qisqartirish uchun "ta'qib qilishni" to'xtatish va chipda ko'p sonli tranzistorlar bilan yuqori samarali 3D tuzilmalarni qurishga e'tiborni qaratish imkonini beradi.
Kumi qoidasi
Uning 2011 yilda Stenford professori Jonatan Kumey tomonidan. Microsoft, Intel va Karnegi Mellon universitetidagi hamkasblari bilan birgalikda u 1946 yilda qurilgan ENIAC kompyuteridan boshlangan hisoblash tizimlarining energiya sarfi bo'yicha. Natijada, Kumi quyidagi xulosaga keldi:
"Statik yuk ostida har bir kilovatt energiyani hisoblash miqdori har bir yarim yilda ikki baravar ko'paymoqda."
Shu bilan birga, so‘nggi yillarda kompyuterlarning energiya sarfi ham oshganini ta’kidladi.
2015 yilda Kumi o'z ishiga kiritdi va tadqiqotni yangi ma'lumotlar bilan to'ldirdi. U ta'riflagan tendentsiya sekinlashganini aniqladi. Bir kilovatt energiya uchun chipning o'rtacha ishlashi har uch yilda ikki baravar ko'payishni boshladi. Sovutish chiplari bilan bog'liq qiyinchiliklar tufayli tendentsiya o'zgardi (), chunki tranzistor o'lchami kamayishi bilan issiqlikni olib tashlash qiyinlashadi.
/ rasm CC BY-ND
Hozirgi vaqtda chiplarni sovutishning yangi texnologiyalari ishlab chiqilmoqda, ammo ularning ommaviy joriy etilishi haqida hali gap yo'q. Misol uchun, Nyu-Yorkdagi universitet ishlab chiquvchilari taklif qilishdi kristall ustiga titan, qalay va kumushning yupqa issiqlik o'tkazuvchi qatlamini qo'llash uchun lazerli 3D bosib chiqarish. Bunday materialning issiqlik o'tkazuvchanligi boshqa termal interfeyslarga (termal pasta va polimerlar) qaraganda 7 barobar yaxshi.
Barcha omillarga qaramay , nazariy energiya chegarasi hali ham uzoqdir. U 1985 yilda protsessorlarning energiya samaradorligi 100 milliard marta oshishini ta'kidlagan fizik Richard Feynmanning tadqiqotlarini keltiradi. 2011-yilda bu ko‘rsatkich atigi 40 ming marta oshgan.
IT-sanoati hisoblash quvvatining tez sur'atlarda o'sishiga o'rganib qolgan, shuning uchun muhandislar Mur qonunini kengaytirish va Kumi va Dennard qoidalari qo'ygan qiyinchiliklarni yengish yo'llarini izlamoqda. Xususan, kompaniyalar va ilmiy-tadqiqot institutlari anʼanaviy tranzistor va kremniy texnologiyalari oʻrnini bosuvchi vositalarni qidirmoqda. Keyingi safar ba'zi mumkin bo'lgan alternativalar haqida gaplashamiz.
Biz korporativ blogda nima yozamiz:
Habré-da VMware EMPOWER 2019-dan olingan hisobotlarimiz:
Manba: www.habr.com