reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© Intel Technologie | 13 listopada 2018

Sta艂a ewolucja prawa Moore’a

Ponad p贸艂 wieku od przedstawienia prawa Moore鈥檃, nadal kszta艂tuje ono krajobraz technologiczny. Dyrektor ds. technologii w firmie Intel, Mike Mayberry podzieli艂 si臋 swoimi przemy艣leniami na ten temat.
Umar艂o prawo Moore鈥檃 鈥 niech 偶yje prawo Moore鈥檃! Prawo Moore鈥檃 stanowi艂o g艂贸wny temat rozm贸w podczas tegorocznej konferencji na rzecz inicjatywy w zakresie rozwoju elektroniki (Electronics Resurgence Initiative, ERI) zorganizowanej przez Agencj臋 Zaawansowanych Projekt贸w Badawczych w Obszarze Obronno艣ci (DARPA).

Aby zrozumie膰 t臋 debat臋, musimy najpierw uzgodni膰, co oznacza prawo Moore鈥檃.
W 1965 roku Gordon Moore zauwa偶y艂, 偶e dodanie kolejnych funkcji do uk艂adu scalonego sprawia, 偶e koszt pojedynczej funkcji maleje. Pierwsza cz臋艣膰 tej obserwacji jest zwi膮zana z gospodark膮, a jej istota pozostaje niezmienna, chocia偶 zar贸wno technologia, jak i tempo wprowadzania zmian ewoluowa艂y.

Spostrze偶enia Moore鈥檃 nie dotyczy艂y wydajno艣ci. To by艂a domena Roberta Dennarda i Freda Pollacka. Dennard zaobserwowa艂 w 1974, 偶e w miar臋 zmniejszania rozmiar贸w tranzystor贸w ich cz臋stotliwo艣膰 i moc ros艂y, o ile funkcje i napi臋cie zosta艂y odpowiednio wyskalowane. Pollack z firmy Intel zauwa偶y艂, 偶e podwojenie z艂o偶ono艣ci mikroprocesora powodowa艂o blisko p贸艂torakrotny wzrost wydajno艣ci.

Opieraj膮c si臋 na tych danych mo偶emy skonstruowa膰 tr贸jk膮t warto艣ci u偶ytkownika, pokazuj膮cy zale偶no艣ci mi臋dzy cen膮, integracj膮 i wydajno艣ci膮.

Co maj膮 na my艣li ci, kt贸rzy s膮dz膮, 偶e prawo Moore鈥檃 jest martwe? Takie osoby cz臋sto uwa偶aj膮, 偶e co najmniej jeden bok tego tr贸jk膮ta nie ma zastosowania do dzisiejszej rzeczywisto艣ci, a nie, 偶e gospodarczy aspekt prawa Moore鈥檃 jest nieaktualny 鈥 zauwa偶a Mike Mayberry.



Po pierwsze, gdy u偶ytkownicy narzekaj膮, 偶e cz臋stotliwo艣ci rdzenia procesora nie rosn膮 ju偶 tak szybko, jak w latach 90. XX wieku, tak naprawd臋 m贸wi膮 o prawie Dennarda. Zasada Dennarda nigdy nie znalaz艂a dok艂adnego odzwierciedlenia w rzeczywisto艣ci, ale w latach 90. byli艣my temu najbli偶si.

Po drugie u偶ytkownikom wydaje si臋, 偶e komputery wcale nie s膮 coraz szybsze. Wi膮偶e si臋 to z obserwacj膮 Pollacka, szczeg贸lnie w odniesieniu do procesora, ale nie uwzgl臋dnia problem贸w zwi膮zanych z sieci膮 lub pami臋ci膮. Wi臋kszo艣膰 architektur opiera si臋 obecnie na pami臋ci, a wiele codziennych zada艅 wykonujemy w sieci. Zbudowanie samego szybszego procesora, bez po艣wi臋cenia uwagi ograniczeniom zwi膮zanym z pami臋ci膮 lub sieci膮, powoduje tylko przyrostowy wzrost wydajno艣ci.

Trzeci w膮tek debaty, chocia偶 nie dotyczy zaprezentowanego tu tr贸jk膮ta, jest zwi膮zany z gospodark膮: koszt budowy najnowocze艣niejszych rozwi膮za艅 staje ro艣nie. Niekt贸re firmy nie wdra偶aj膮 nowych narz臋dzi, bo s膮 one za drogie, jednak oficjalna wersja brzmi, 偶e 鈥瀟ak naprawd臋 ich nie potrzebuj膮”.

Debata na ten temat trwa od pocz膮tku XXI wieku. Jednocze艣nie technolodzy ignoruj膮 argumenty gospodarcze i pracuj膮 nad ci膮g艂ym post臋pem. Oto przyk艂ad post臋pu na przestrzeni 10 lat: zmniejszenie spersonalizowanego systemu wielko艣ci mikrofal贸wki do rozmiar贸w du偶ej ksi膮偶ki. Co wi臋cej, nowy system jest wydajniejszy od starego! Takie oparte na integracji podej艣cie sprzyja rozwojowi gospodarczemu, co stanowi sedno prawa Moore鈥檃, a przy tym zapewnia sta艂y skalowalny wzrost wydajno艣ci, mimo 偶e zasada Dennarda ju偶 nie obowi膮zuje.



- Skalowanie CMOS nie jest jeszcze gotowe, jednak w miar臋 poprawy mo偶liwo艣ci kontrolowania produkcji widzimy sta艂y post臋p. Fizyka nie ogranicza nas tak bardzo, jak zdolno艣膰 do produkowania du偶ej liczby element贸w z zachowaniem wysokiego stopnia precyzji. To trudne wyzwanie, ale mamy nadziej臋 mu sprosta膰 鈥 stwierdza Mayberry.

Jak zauwa偶a Mike Mayberry, przeszli艣my na model 3D, zaczynaj膮c od Trigate (FinFET) z 22 nm w臋z艂em, jednak jeszcze lepszym przyk艂adem jest przedstawienie w maju 96-warstwowej pami臋ci flash NAND z limitem 4 bit贸w na kom贸rk臋, kt贸ra jest w stanie pomie艣ci膰 1 terabit informacji na ko艣膰. To doskona艂y przyk艂ad ilustruj膮cy zmierzch zasady Dennarda 鈥 ko艣膰 zawiera coraz wi臋cej funkcji, a dalsze skalowanie nie jest konieczne. Spodziewamy si臋, 偶e z czasem uk艂ady logiczne r贸wnie偶 przesun膮 si臋 w kierunku technologii 3D.

Szef ds. technologii Intela podkre艣la te偶, 偶e firma pracuje ju偶 nad kilkoma urz膮dzeniami, takimi jak tunelowy tranzystor polowy i ferroelektryka, kt贸re mog膮 znacz膮co poprawi膰 wydajno艣膰. Niestety nie s膮 one prostym zamiennikiem technologii CMOS. Dlatego zamierzaj膮 zintegrowa膰 je w heterogeniczny spos贸b, np. jako warstwy, 艂膮cz膮c zalety skalowalnej technologii CMOS i nowatorskich funkcji tych nowych urz膮dze艅.



Poniewa偶 stale ro艣nie ilo艣膰 i liczba rodzaj贸w danych, potrzebna jest szybka integracja nowatorskich specjalistycznych architektur z nowym 艣wiatem danych. Realizacja tego zadania z wykorzystaniem podej艣cia heterogenicznego b臋dzie nie tylko szybsza, ale pozwoli te偶 na wykorzystanie uk艂ad贸w r贸偶nych zespo艂贸w.

Nowe architektury, kt贸re 艂膮cz膮 pami臋膰 i moc obliczeniow膮, s膮 przyk艂adem przetwarzania danych wykraczaj膮cego poza zasad臋 Pollacka. Jedn膮 z takich architektur jest Loihi, neuromorficzny uk艂ad badawczy firmy Intel. Obci膮偶enia sztucznej inteligencji korzystaj膮 z innych szablon贸w dost臋pu do pami臋ci i w zwi膮zku z tym mog膮 u偶ywa膰 do przetwarzania danych innych architektur ni偶 tradycyjne oprogramowanie.

Podsumowuj膮c, Mayberry spodziewa si臋, 偶e gospodarcze korzy艣ci wynikaj膮ce z prawa Moore鈥檃 nadal b臋d膮 obowi膮zywa膰, nawet je艣li komponenty tezy wygl膮daj膮 zupe艂nie inaczej ni偶 w czasach Moore鈥檃.

殴r贸d艂o: 漏 Intel, autor: Mike Mayberry, dyrektor ds. technologii w firmie Intel
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
December 12 2018 12:21 V11.10.9-1