我們正在談論的兩條規則也開始失去相關性。
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摩爾定律是五十多年前製定的。 在這段時間裡，他大部分時間都保持著公平。 即使在今天，當從一種技術製程轉向另一種技術製程時，晶片上電晶體的密度 。 但有一個問題——新技術製程的發展速度正在放緩。
例如，英特爾就長期推遲了其10奈米Ice Lake處理器的量產。 雖然這家 IT 巨頭將於下個月開始出貨設備，但架構公告是在 幾年前。 同樣在去年八月，與 AMD 合作的積體電路製造商 GlobalFoundries， 7 奈米技術流程（更多有關此決定的原因，我們 關於哈布雷）。
и 自從他們預測摩爾定律的消亡已經很多年了。 就連戈登本人 他所製定的規則將不再適用。 然而，摩爾定律並不是唯一失去相關性和處理器製造商正在遵循的模式。
登納德縮放定律
它由動態記憶體 DRAM 工程師兼開發人員 Robert Dennard 與 IBM 的同事於 1974 年共同製定。 規則是這樣的：
“通過減小晶體管的尺寸並提高處理器的時脈速度，我們可以輕鬆提高其性能。”
登納德規則將導體寬度（技術製程）的減小確定為微處理器技術產業進步的主要指標。 但登納德縮放定律在 2006 年左右不再起作用。 晶片中晶體管的數量不斷增加，但這一事實 到設備性能。
例如，台積電（半導體製造商）的代表表示，從7奈米到5奈米製程技術的過渡 處理器時脈速度僅提高 15%。
頻率增長放緩的原因是電流洩漏，Dennard 在 70 年代末並未考慮到這一點。 隨著電晶體尺寸的減小和頻率的增加，電流開始使微電路升溫更多，這可能會損壞它。 因此，製造商必須平衡處理器分配的功率。 因此，從2006年開始，量產晶片的頻率就定在4-5GHz。
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如今，工程師們正在研究新技術來解決這個問題並提高微電路的性能。 例如，來自澳洲的專家 頻率為數百千兆赫的金屬對空氣電晶體。 此電晶體由兩個金屬電極組成，分別充當汲極和源極，距離為 35 nm。 由於這種現象，它們彼此交換電子 .
開發人員表示，他們的設備將使人們不再「追逐」減少技術流程，而是專注於在晶片上建造具有大量電晶體的高性能 3D 結構。
庫米規則
他的 2011 年，史丹佛大學教授喬納森‧庫米 (Jonathan Koomey) 提出。 他與微軟、英特爾和卡內基美隆大學的同事一起 從 1946 年建造的 ENIAC 計算機開始，我們對計算系統的能耗進行了研究。 結果，Kumi 得出了以下結論：
“靜態負載下每千瓦能源的計算量每年半都會翻倍。”
同時，他指出，過去幾年計算機的能耗也有所增加。
2015年，久美 並用新數據補充了他的研究。 他發現他所描述的趨勢已經放緩。 每千瓦能量的平均晶片性能大約每三年就會翻倍。 由於冷卻晶片相關的困難，這一趨勢發生了變化（），因為隨著電晶體尺寸的減小，散熱變得更加困難。
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目前正在開發新的晶片冷卻技術，但尚未討論其大規模實施。 例如，來自紐約一所大學的開發人員提出 雷射 3D 列印將鈦、錫和銀的薄導熱層塗在晶體上。 這種材料的導熱率比其他熱界面（導熱膏和聚合物）好7倍。
儘管有種種因素 ，距離理論能量極限還很遠。 他引用了物理學家理查德·費曼 (Richard Feynman) 的研究，費曼在 1985 年指出，處理器的能源效率將提高 100 億倍。 到2011年時，這個數字僅增加了40萬倍。
IT 產業已經習慣了運算能力的快速成長，因此工程師們正在尋找擴展摩爾定律並克服庫米和登納德規則帶來的挑戰的方法。 特別是，公司和研究機構正在尋找傳統電晶體和矽技術的替代品。 下次我們將討論一些可能的替代方案。
我們在企業部落格中寫的內容：
VMware EMPOWER 2019 關於 Habré 的報告：
來源： www.habr.com