Moore'i seadus on surnud, elagu Moore'i seadus

Moore'i seadus saab eeloleval nädalal 50-aastaseks - see on sobiv aeg Gordon Moore'i klassikalise ennustuse, viimase 50 aasta jooksul peaaegu jumaliku häälduseni jõudmise ja küsimuse kohta, mida Moore'i seadus võib meile tuleviku kohta õpetada, kui see on üldse võimalik arvutamist. Minu kolleeg David Cardinal on seadust ennast juba arutanud , Samuti integraallülituse varajane areng. Et mõista, kus Moore'i seadus tulevikus areneda võib, istusime koos litograafi, juhendaja ja härrasmeesteadlase dr Christopher Mackiga. Võib tunduda veider rääkida Moore'i seaduse tulevikust teadlasega, kes vaid pool aastat naljaga pooleks oma surma röstis - aga seaduse üks tunnuseid on viis, kuidas seda on viimase viiekümne aasta jooksul mitu korda leiutatud .

IBM-System360-1

IBMi süsteem / 360. Foto viisakalt Vikipeedias



Sees värske artikkel , Väidab dr Mack, et see, mida me nimetame Moore'i seaduseks, on tegelikult vähemalt kolm erinevat seadust. Esimesel ajastul, mille nimi oli Moore’i seadus 1.0, keskenduti ühe kiibi komponentide arvu suurendamisele. Ühe lihtsa näite võib leida mikroprotsessori enda evolutsioonist. 1980. aastate alguses suutis valdav osa protsessoritest teha täisarvulise matemaatika ainult surnuna. Kui soovisite teha ujukomaarvutusi (see tähendab kümnendkoha abil tehtud arvutusi), pidite ostma eraldiseisva ujukomaüksuse koos oma tihvti ja emaplaadi pesaga (ühilduvatel emaplaatidel).

Mõni teist võib ka meenutada, et protsessori vahemälu algusaegadel oli kõnealune vahemälu paigaldatud emaplaadile (ja mõnikord täiendatav), mitte integreeritud protsessori die. Mõistet “front-side” buss (mis kulges põhjasilla kontrollerist põhimälu ja erinevate lisaseadmeteni) vastandati algselt terminile “back-side bus”, mis jooksis protsessori enda vahemällu CPU vahemällu. Nende komponentide integreerimine surnuna ei vähendanud alati kulusid - mõnikord oli lõpptoode tegelikult kallim -, kuid see parandas oluliselt jõudlust.

Digitaalne VAX

Digitali VAX 11/780. Paljuski on täiuslik CISC-masin.

Moore’i seadus 2.0 jõudis 1990. aastate keskel tõesti omaette. Moore'i seadusel oli alati vaiksem partner, tuntud kui Dennard Scaling. Dennard Scaling teatas, et kui transistorid muutusid väiksemaks, jäi nende võimsustihedus konstantseks - see tähendab, et väiksemad transistorid vajavad vähem pinget ja väiksemat voolu. Kui Moore'i seadus oleks öelnud, et suudame rohkem transistoreid samasse piirkonda pakkida, tagas Dennard Scaling, et need transistorid oleksid jahedamad ja kulutaksid vähem energiat. Just Dennard Scaling murdus 2005. aastal, kui Intel, AMD ja enamik teisi müüjaid loobusid kellapõhise skaleerimise rõhutamisest, pooldades rohkem protsessori südamikke ja parandades üheahelalise protsessori jõudlust.



Aastatel 2005 kuni 2014 jätkus Moore'i seadus - kuid rõhk oli kulude parandamisel, vähendades iga täiendava transistori kulusid. Need transistorid ei pruugi töötada kiiremini kui nende eelkäijad, kuid nende ehitamine oli sageli energiasäästlikum ja odavam. Nagu dr Mack märgib, oli suur osa sellest paranemisest tingitud litograafiatööriistade arengust. Kui ränivahvlite saagikus hüppas ja tootmistulemused kasvasid, langesid tootmise kogukulud (ühe transistori kohta), samal ajal kui ruutmillimeetri kogumaksumus langes aeglaselt või jäi umbes samaks.

Moorese seadus 2.

Moore'i seadus laiendab klassikalist ajastut.

Moore'i seadus 3.0 on siis palju mitmekesisem ning see hõlmab selliste funktsioonide ja võimaluste integreerimist, mida ajalooliselt pole protsessori funktsioonide osana üldse nähtud. Inteli survel töötavat pingeregulaatorit või toiteahelate edasist integreerimist protsessori tühikäigu ja koormuse omaduste paremaks parandamiseks võib pidada Moore'i seaduse 3.0 üheks rakenduseks - koos mõne Nvidia sügava õppefunktsiooniga või selle tõukejõuna liikumiseks kaamera töötlemise tehnoloogia üle samale südamiku räni, mis toidab südamiku teisi alasid.

Dr Mack osutab sellistele ideedele nagu nanoreleed - pisikesed, pisikesed liikuvad lülitid, mis ei pruugi klappida nii kiiresti kui digitaalne loogika, kuid ei leki korraga voolu. Kas selliseid tehnoloogiaid integreeritakse tulevastesse kiibidisainidesse, on kellegi arvamus ja nendesse valatavad uuringud on ebakindlamad. On täiesti võimalik, et ettevõte võib kulutada miljoneid, et disaini digitaalses loogikas paremini rakendada või kohandada pooljuhtide põhimõtteid muud tüüpi kiibidisaini jaoks, et leida lõpptoote lihtsalt järk-järgult parem kui eelmine osa.

Moore’i seaduse muutuv olemus



Selle kasutusmuutuse vastu on argument umbes nii: Moore'i seadus, mis on lahutatud Gordon Moore'i tegelikest sõnadest, pole üldse Moore'i seadus. Moore’i seaduse definitsiooni muutmine muudab selle usaldusväärsest teaduslikust väitest sõnakõlksuks turundusterminiks. Selline kriitika pole asjatut. Nagu taktsagedus, südamike arv, transistori tihedus ja võrdlustulemused, võib ka Moore'i seadus moonutada. Ma olen sümpaatne sellele argumendile - kui ma olen varem Moore'i seadust surnuks nimetanud , Olen sellele viidanud.

GordonMoore

Üks kriitika selle perspektiivi kohta on aga see, et täiendavad fudge kihid lisati juba ammu. Gordon Moore'i originaaldokumenti ei avaldatud aastal New York Times avalikuks tarbimiseks - see oli tehniline dokument, mille eesmärk oli ennustada vaadeldavate nähtuste pikaajalist suundumust. Kaasaegsed valukojad keskenduvad endiselt tiheduse parandamisele ja transistori maksumuse kärpimisele (nii palju kui võimalik). Kuid Moore'i seaduse mõte nihkus kiiresti kulude ja tiheduse trendijoonte kohta käivast lihtsast väitest ja seda esitleti kui üldist suundumust, mis reguleeris peaaegu kõiki arvutustehnika aspekte.



Isegi seda üldine trend hakkas 2005. aastal muutuma, ilma turundusosakondade põhjendamatu abita. Algul keskendusid nii Intel kui ka AMD tuumade lisamisele, kuid see nõudis tarkvaramüüjate ja jõudlustööriistade täiendavat tuge. Viimasel ajal on mõlemad ettevõtted keskendunud energiatõhususe parandamisele ja tühikäigu vähendamisele, et need paremini sobituksid mobiilsete toiteallikatega. Intel ja AMD on teinud hämmastavat tööd, vähendades tühikäigu energiatarbimist platvormi tasemel, kuid täiskoormusega protsessori energiatarve on langenud palju aeglasemalt ja protsessori maksimaalsed temperatuurid on hüppeliselt tõusnud. Nüüd talume täieliku koormuse temperatuuri 80–95 ° C, võrreldes maksimaalse temperatuuriga 60–70 ° C vähem kui kümme aastat tagasi. Protsessorite tootjad ja valukojad väärivad kiipide ehitamise eest tunnustust, mis taluvad neid kõrgemaid temperatuure, kuid need muudatused tehti seetõttu, et Dennardi skaala, mis alustas seda, mida dr Mack nimetab Moore'i seaduseks 2.0, oli juba läbi kukkunud.

Protsessori skaleerimine

Transistori skaleerimine jätkus veel kaua pärast IPC ja taktsageduse tasasust.

Isegi insenerimõtlemisega inimene saab aru, et iga Moore'i seaduse määratluse nihkega kaasnes sügav muutus tipptasemel arvutusvõime olemuses. Moore'i seadus 1.0 andis meile suurarvuti ja miniarvuti. Moore'i seaduse 2.0 rõhuasetus transistori jõudlusele ja kulude skaleerimisele juhatas mikroarvuti ajastusse nii selle laua- kui ka sülearvuti kehastused. Moore'i seadus 3.0, mis keskendub platvormi taseme kuludele ja süsteemi täielikule integreerimisele, on andnud meile nutitelefoni, tahvelarvuti ja tekkiva kantavate esemete tööstuse.

20 aastat tagasi seisis Moore'i seaduse tempo kiiremate transistoride ja suurema taktsageduse eest. Nüüd toimib see aku parema tööea, kõrgemate võimendussageduste, kiiremini tühikäigule naasmise (0 W on mõnes mõttes uus 1 GHz), teravamate ekraanide, õhemate vormitegurite ja jah - mõnel juhul suurema üldise jõudluse, kuigi see on lühike. mitte nii kiiresti, kui enamik meist sooviks. See püsib kontseptsioonina, sest see tähistab midagi palju suuremat kui transistori jõudlus või värava elektrilised omadused.

50 aasta pärast on Moore’i seadusest saanud innovatsiooni enda jaoks kultuuriline stenogramm. Kui Intel, Nvidia või Samsung viitavad selles kontekstis Moore'i seadusele, siis viitavad nad aastakümnete pikkuste teadmiste ja leidlikkuse pidevale rakendamisele sadades toodetes. See on viis tunnustada tohutut koostööd, mis jätkub fantastilisest joonest kuni elutuppa. See on hoolika uurimistöö tulemus, mille eesmärk oli viia platvormi võimalused kasutajate soovidega veidi paremini kooskõlla. Kas see on turundus? Looda sa. Kuid see pole nii lihtsalt turundus.

Moore'i seadus on surnud. Elagu Moore'i seadus.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com