我们正在谈论的两条规则也开始失去相关性。
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摩尔定律是五十多年前制定的。 在这段时间里，他大部分时间都保持着公平。 即使在今天，当从一种技术工艺转向另一种技术工艺时，芯片上晶体管的密度 。 但有一个问题——新技术工艺的发展速度正在放缓。
例如，英特尔就长期推迟了其10纳米Ice Lake处理器的量产。 虽然这家 IT 巨头将于下个月开始发货设备，但架构公告是在 几年前。 同样是在去年八月，与 AMD 合作的集成电路制造商 GlobalFoundries， 7 纳米技术流程（更多有关此决定的原因，我们 关于哈布雷）。
и 自从他们预测摩尔定律的消亡已经很多年了。 就连戈登本人 他制定的规则将不再适用。 然而，摩尔定律并不是唯一失去相关性和处理器制造商正在遵循的模式。
登纳德缩放定律
它由动态内存 DRAM 工程师兼开发人员 Robert Dennard 与 IBM 的同事于 1974 年共同制定。 规则是这样的：
“通过减小晶体管的尺寸并提高处理器的时钟速度，我们可以轻松提高其性能。”
登纳德规则将导体宽度（技术工艺）的减小确定为微处理器技术行业进步的主要指标。 但登纳德缩放定律在 2006 年左右不再起作用。 芯片中晶体管的数量不断增加，但这一事实 到设备性能。
例如，台积电（半导体制造商）的代表表示，从7纳米到5纳米工艺技术的过渡 处理器时钟速度仅提高 15%。
频率增长放缓的原因是电流泄漏，而 Dennard 在 70 年代末并未考虑到这一点。 随着晶体管尺寸的减小和频率的增加，电流开始使微电路发热更多，这可能会损坏它。 因此，制造商必须平衡处理器分配的功率。 因此，从2006年开始，量产芯片的频率就定在4-5GHz。
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如今，工程师们正在研究新技术来解决这个问题并提高微电路的性能。 例如，来自澳大利亚的专家 频率为数百千兆赫的金属对空气晶体管。 该晶体管由两个金属电极组成，分别充当漏极和源极，距离为 35 nm。 由于这种现象，它们彼此交换电子 .
开发人员表示，他们的设备将使人们不再“追逐”减少技术流程，而是专注于在芯片上构建具有大量晶体管的高性能 3D 结构。
库米规则
他的 2011 年，斯坦福大学教授乔纳森·库米 (Jonathan Koomey) 提出。 他与微软、英特尔和卡内基梅隆大学的同事一起 从 1946 年建造的 ENIAC 计算机开始，我们对计算系统的能耗进行了研究。 结果，Kumi 得出了以下结论：
“静态负载下每千瓦能源的计算量每年半都会翻一番。”
同时，他指出，过去几年计算机的能耗也有所增加。
2015年，久美 并用新数据补充了他的研究。 他发现他所描述的趋势已经放缓。 每千瓦能量的平均芯片性能大约每三年就会翻一番。 由于冷却芯片相关的困难，这一趋势发生了变化（），因为随着晶体管尺寸的减小，散热变得更加困难。
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目前正在开发新的芯片冷却技术，但尚未讨论其大规模实施。 例如，来自纽约一所大学的开发人员提出 激光 3D 打印将钛、锡和银的薄导热层涂在晶体上。 这种材料的导热率比其他热界面（导热膏和聚合物）好7倍。
尽管有种种因素 ，距离理论能量极限还很远。 他引用了物理学家理查德·费曼 (Richard Feynman) 的研究，费曼在 1985 年指出，处理器的能效将提高 100 亿倍。 到2011年时，这个数字仅增长了40万倍。
IT 行业已经习惯了计算能力的快速增长，因此工程师们正在寻找扩展摩尔定律并克服库米和登纳德规则带来的挑战的方法。 特别是，公司和研究机构正在寻找传统晶体管和硅技术的替代品。 下次我们将讨论一些可能的替代方案。
我们在企业博客中写的内容：
VMware EMPOWER 2019 关于 Habré 的报告：
来源： habr.com