Mooreov zakon je mrtav, živio Mooreov zakon

Mooreov zakon napuni 50 godina sljedećeg tjedna - što je učinilo pogodnim trenutkom za ponovno pregledavanje klasičnog predviđanja Gordona Moorea, njegovo uzdizanje do gotovo božanske objave tijekom posljednjih 50 godina i pitanje što, ako išta, Mooreov zakon može naučiti o budućnosti računanja. Moj kolega David Cardinal je već raspravljao o samom zakonu, Kao i rani razvoj integriranog kruga. Da bismo stekli osjećaj gdje bi Mooreov zakon mogao evoluirati u budućnosti, sjeli smo s litografom, instruktorom i gospodinom znanstvenikom, dr. Christopherom Mackom. Moglo bi se činiti čudnim razgovarati o budućnosti Mooreova zakona sa znanstvenikom koji je napola u šali nazdravio njegovoj smrti prije samo godinu dana - ali jedno od obilježja 'Zakona' je način na koji je nekoliko puta ponovno otkriven u posljednjih pedeset godina .

IBM-System360-1

IBM-ov sustav / 360. Fotografija ljubaznošću Wikipedije



Unajnoviji članak, Dr. Mack tvrdi da su ono što nazivamo 'Mooreov zakon' zapravo barem tri različita zakona. U prvoj eri, nazvanoj Mooreov zakon 1.0, fokus je bio na povećavanju broja komponenata na jednom čipu. Jednostavan primjer možemo pronaći u evoluciji samog mikroprocesora. Početkom 1980-ih, velika većina CPU-a mogla je izvoditi samo cjelobrojnu matematiku na matičnoj ploči. Ako ste željeli izvoditi izračune s pomičnom zarezom (što znači izračune izvedene pomoću decimalne točke), morali ste kupiti samostalnu jedinicu s pomičnim zarezom s vlastitim priključkom za pinout i matičnu ploču (na kompatibilnim matičnim pločama).



Neki od vas se također mogu sjetiti da je u prvim danima CPU predmemorije predmetna predmemorija bila montirana na matičnu ploču (i ponekad nadogradiva), a nije integrirana u matricu CPU-a. Izraz 'prednja strana' sabirnice (koja se vodila od sjevernog mosta do glavne memorije i raznih perifernih uređaja) izvorno je bio nasuprot 'stražnjoj sabirnici', koja se iz CPU-a vodila do predmemorije CPU-a. Integracija ovih komponenata na samrti nije uvijek smanjila troškove - ponekad je konačni proizvod zapravo bio skuplji - ali je znatno poboljšala performanse.

Digitalni VAX

Digital’s VAX 11/780. Na mnogo načina, savršen CISC stroj.



Mooreov zakon 2.0 doista je došao na svoje sredinom 1990-ih. Mooreov zakon uvijek je imao mirnijeg partnera, poznatog kao Dennard Scaling. Dennard Scaling izjavio je da su, kako su tranzistori postajali sve manji, njihova gustoća snage ostala konstantna - što znači da je manjim tranzistorima bio potreban manji napon i manja struja. Da je Mooreov zakon izjavio da ćemo na isto područje moći spakirati više tranzistora, Dennard Scaling osigurao je da će ti tranzistori biti hladniji i trošiti manje energije. Dennard Scaling slomio se 2005. godine, jer su se Intel, AMD i većina drugih dobavljača okrenuli od naglašavanja skaliranja zasnovanog na satu, u korist dodavanja više CPU jezgri i poboljšanja performansi CPU-a s jednim navojem.

Od 2005. do 2014. Mooreov zakon nastavio se - ali naglasak je bio na poboljšanju troškova smanjenjem troškova svakog dodatnog tranzistora. Ti tranzistori možda neće raditi brže od svojih prethodnika, ali često su bili energetski učinkovitiji i jeftiniji za izradu. Kao što dr. Mack ističe, velik dio ovog poboljšanja bio je potaknut razvojem alata za litografiju. Kako su prinosi silicijskih pločica naglo rasli, a proizvodni naglo porasli, ukupni troškovi proizvodnje (po tranzistoru) padali su, dok su ukupni troškovi po kvadratnom milimetru polako padali ili ostajali približno isti.

MooresLaw2

Mooreov zakon skalirajući kroz klasično doba.



Mooreov zakon 3.0, dakle, daleko je raznolikiji i uključuje integriranje funkcija i mogućnosti koje u povijesti uopće nisu bile dijelom CPU funkcija. Intelov regulator naponskog napona ili daljnja integracija krugova napajanja za bolje poboljšanje praznog hoda i karakteristike opterećenja CPU-a mogli bi se smatrati jednom primjenom Moore-ovog zakona 3.0 - zajedno s nekim Nvidijinim funkcijama dubokog učenja ili njegovim potezom tehnologija obrade fotoaparata preko istog silicija jezgre koji pokreće druga područja jezgre.

Dr. Mack ukazuje na ideje poput nanoreleja - sićušnih, sićušnih pokretnih prekidača koji se možda neće okretati tako brzo kao digitalna logika, ali uopće ne propuštaju energiju kad se jednom okrenu. Hoće li se takve tehnologije integrirati u buduće dizajne čipova, svatko nagađa, a istraživanje koje se u njih ulijeva neizvjesnije je. Sasvim je moguće da bi tvrtka mogla potrošiti milijune pokušavajući bolje implementirati dizajn u digitalnu logiku ili prilagoditi principe poluvodiča drugim vrstama dizajna čipova, ali samo da bi konačni proizvod postupno bio bolji od prethodnog dijela.

Mijenjanje prirode Mooreova zakona

Argument je protiv ovog pomaka u upotrebi koji ide otprilike ovako: Mooreov zakon, odvojen od stvarnih riječi Gordona Moorea, uopće nije Mooreov zakon. Promjenom definicije Mooreova zakona mijenja se od pouzdane znanstvene izjave u marketinški pojam zrnastih usana. Takve kritike nisu bez osnova. Poput takta, brojača jezgri, gustoće tranzistora i rezultata mjerenja, Mooreov zakon, u bilo kojem obliku, podložan je izobličenju. Ja jesam simpatičan ovom argumentu - kad sam Mooreov zakon u prošlosti nazivao mrtvim, Referirao sam na to.

GordonMoore

Međutim, jedna od kritika ove perspektive je da su dodatni slojevi buđe dodani davno. Izvorni članak Gordona Moorea nije objavljen u New York Times za javnu potrošnju - bio je to tehnički dokument namijenjen predviđanju dugoročnog trenda promatranih pojava. Moderne ljevaonice i dalje su usredotočene na poboljšanje gustoće i smanjenje troškova po tranzistoru (koliko je to moguće). Ali značenje 'Mooreova zakona' brzo se prebacilo s jednostavne izjave o troškovima i linijama gustoće gustoće i predstavljeno je kao sveobuhvatni trend koji je upravljao gotovo svim aspektima računanja.

Čak ovaj sveobuhvatni trend počeo se mijenjati 2005. bez ikakve nepotrebne pomoći marketinških odjela. Isprva su se i Intel i AMD usredotočili na dodavanje više jezgri, ali to je zahtijevalo dodatnu podršku dobavljača softvera i alata za izvedbu. U novije vrijeme obje su se tvrtke usredotočile na poboljšanje energetske učinkovitosti i smanjenje praznog hoda kako bi se bolje uklopile u mobilne omotnice napajanja. Intel i AMD napravili su nevjerojatan posao na smanjenju potrošnje energije u praznom hodu na razini platforme, ali potrošnja energije s punim opterećenjem CPU-a pala je puno sporije i maksimalne temperature procesora naglo su narasle. Sada toleriramo temperature punog opterećenja od 80-95 ° C, u usporedbi s maksimalnim temperaturama od 60-70 ° C prije manje od deset godina. Proizvođači CPU-a i ljevaonice zaslužni su za izgradnju čipova koji mogu podnijeti ove više temperature, ali te su promjene izvršene jer Dennard skaliranje koje je podloga onoga što dr. Mack naziva Mooreovim zakonom 2.0 već nije uspjelo.

CPU-skaliranje

Skaliranje tranzistora nastavilo se dugo nakon što su se IPC i takt u osnovi izravnali.

Čak i inženjerski nastrojena osoba može shvatiti da je svaki pomak u definiciji Mooreova zakona pratio dubok pomak u prirodi najsuvremenijih računalnih sposobnosti. Mooreov zakon 1.0 dao nam je glavni računalo i mini računalo. Naglasak Moore-ovog zakona 2.0 na performansama po tranzistorima i skaliranju troškova otvorio je doba mikroračunala u inkarnacijama stolnog i prijenosnog računala. Mooreov zakon 3.0, sa svojim fokusom na troškove na razini platforme i ukupnu integraciju sustava, dao nam je pametne telefone, tablete i novonastalu industriju nošenja.

Prije dvadeset godina, tempo Mooreova zakona zauzimao se za brže tranzistore i veće taktove. Sada služi kao skraćenica za bolje trajanje baterije, veće pojačane frekvencije, brži povratak u praznom hodu (0W je, u nekom smislu, novi 1GHz), oštriji zasloni, tanji faktori oblika i, da - u nekim slučajevima, iako ukupne performanse veće, iako ne tako brzo kako bi većina nas htjela. To traje kao koncept jer označava nešto mnogo veće od performansi tranzistora ili električnih karakteristika vrata.

Nakon 50 godina, Mooreov zakon postao je kulturni stenogram za same inovacije. Kad se Intel, Nvidia ili Samsung u ovom kontekstu pozivaju na Mooreov zakon, oni se pozivaju na kontinuiranu primjenu desetljeća znanja i domišljatosti na stotinama proizvoda. To je način da se prizna ogromna suradnja koja se nastavlja odvijati od fab linije do dnevne sobe, rezultat mukotrpnog istraživanja čiji je cilj malo prilagoditi mogućnosti platforme onome što korisnici žele. Je li to marketing? Kladite se. Ali nije samo Marketing.

Mooreov zakon je mrtav. Živio Mooreov zakon.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com