Protsessori skaleerimise surm: ühest tuumast paljudeni - ja miks me ikka kinni oleme

Protsessori vahvel

Sellest on möödas ligi kaheksa aastat, kui Intel Tejase tühistas ja uue mitmetuumalise arhitektuuri plaanidest teada andis. Ajakirjandus raiskas vähe aega tavapärase protsessori skaleerimise surnuks kuulutamisel - ja kuigi meedial on kalduvus tooteid, suundumusi ja mõnikord inimesi ka enne nende aegumiskuupäeva matta, on see ajale vastu pidanud deklaratsioon.



2004. aastal toimunu ulatusest arusaamiseks võib olla abi järgmise tabeli uurimisel. See näitab transistoride arvu, taktsagedusi, energiatarvet ja käsutaseme paralleelsust (ILP). Transistoride arvu kahekordistamine iga kahe aasta tagant on tuntud kui Moore'i seadus, kuid aja jooksul tehti ka eeldused jõudluse ja energiatarbimise kohta ning näidati, et nad lähevad edasi sarnaselt. Moore sai kogu au osaliseks, kuid ta polnud tööl ainus visionäär. Aastakümneid jälgisid mikroprotsessorid nn Dennardi skaleerimist. Dennard ennustas, et oksiidi paksust, transistori pikkust ja transistori laiust saab kõiki muuta konstantsete teguritega. Dennardi skaleerimine on see, mis Moore'i seadusele hambaid andis; see on põhjus, miks üldotstarbeline mikroprotsessor suutis teist tüüpi arvutites üle sõita ja domineerida.

Protsessori skaleerimine Protsessori skaleerimine näitab transistori tihedust, energiatarbimist ja efektiivsust. Diagramm algselt pärit Tasuta lõunasöök on läbi: põhimõtteline pööre tarkvara samaaegsuse poole

Algne 8086 tõmbas ~ 1,84W ja P3 1GHz 33W, mis tähendab, et protsessori energiatarve kasvas 17,9x, samas kui protsessori sagedus paranes 125x. Pange tähele, et see ei hõlma muid sama ajaperioodi jooksul tehtud edusamme, nagu L1 / L2 vahemälude kasutuselevõtt, tellimuseta täitmise leiutamine või superskaala ja torujuhtmete kasutamine protsessori efektiivsuse parandamiseks. Just sel põhjusel nimetatakse 1990. aastaid mõnikord skaala muutmise kuldajastuks. See laiendatud versioon Moore'i seadusest kehtis 2000. aastate keskel ja sel ajal kukkusid energiatarbimine ja taktsageduse paranemine kokku. Probleem 90nm juures oli see, et transistori väravad muutusid liiga õhukesteks, et vältida voolu substraati välja lekkimist.

Inteli ja teiste pooljuhtide tootjatel on võitles uuendustega tagasi nagu pingutatud räni, hi-k metallväravad, FinFET ja FD-SOI - kuid ükski neist pole uuesti lubanud midagi sellist, nagu meile kunagi meeldinud skaleerimine. Aastatel 2007 kuni 2011 tõusis protsessori maksimaalne taktsagedus (kui turbo režiim on lubatud) 2,93 GHz-lt 3,9 GHz-ni, kasvades 33%. Aastatel 1994–1998 kasvas protsessori taktsagedus 300%.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com