Обойти закон Мура поможет теория хаоса

10 033 просмотра
Об авторе

chip

Соучредитель компании Intel Гордон Мур верил, что число транзисторов на интегральных схемах должно каждые год-два увеличиваться в два раза. Что интересно, этот неофициальный наказ, который впоследствии был назван законом Мура, соблюдался с 1965 по 2015 год, пока производители чипов не начали сталкиваться с проблемами уменьшения размеров транзисторов и одновременного повышения мощности. Тем не менее исследователи из Университета штата Северной Каролины (США) считают, что нам необязательно пытаться сделать транзисторы меньше, чтобы сделать чипы мощнее.

Ученые предлагают использовать базовые принципы так называемой теории хаоса, которая позволит решить проблему закона Мура, то есть вопрос, который не может решить даже сама Intel.

Ведущий исследователь Бенам Киа говорит, что «мы достигли физических ограничений в вопросах размера транзисторов». Даже если вы ни разу не смотрели ни одной из презентаций компании Intel, то наверняка читали в СМИ о том, что достижение стандартов очередного производственного процесса становится все сложнее и сложнее. Преодолеть размер технологического процесса в 14 нм (размер тех самых транзисторов в чипах) оказалось не так легко, как хотелось бы. Поэтому Intel даже пришлось несколько раз отложить переход к 10-нм техпроцессу. Видимо, чтобы оставить хотя бы какой-то задел на будущее. Но Киа и его команда считают, что наша озабоченность размером транзисторов затмила ключевой факт о том, как на самом деле производятся современные чипы.

В обычном компьютерном чипе имеется набор из нескольких интегральных схем и транзисторов, и при этом каждый элемент разработан с учетом выполнения определённой функции. Представьте себе фабрику (процессор), на которой каждый сотрудник с калькулятором (транзистор) ежедневно занимается одной и той же задачей – проведением расчетов. Первые процессы содержали всего несколько сотрудников, но прогресс развивался, сами калькуляторы вместе с сотрудниками уменьшились в размерах, и теперь под одной крышей фабрики (размеры которой не поменялись) могут ютиться гораздо больше таких сотрудников. Но при этом каждый из этих сотрудников по-прежнему время от времени выполняет один бит операции вычислений.

При такой ситуации большое число сотрудников попросту бездействуют, не реализуя тот количественный потенциал, который был заложен в эту фабрику. Как объясняет Киа, новый предлагаемый его командой дизайн чипов использует «теорию хаоса» — собственную нелинейность системы, — которая позволяет запрограммировать отдельные цепи транзисторов на выполнение разных задач.

«В нашем метафоричном сравнении ваша фабрика перестанет нанимать больше сотрудников и вместо этого заставит имеющихся работников выполнять множественные вычисления. Другими словами, тот же набор (число) доступных транзисторов/сотрудников сможет выполнять больше работы/вычислений. И что интересно, такой принцип не так сложно интегрировать, как может показаться на первый взгляд».

Несмотря на то, что команда из Университета штата Северной Каролины понимает, что их идея носит в настоящий момент лишь теоретический характер, создание программируемых транзисторных цепей на самом деле не является очень сложной задачей. Исследователи считают, что реконфигурируемые чипы можно производить практически на том же оборудовании, которое Intel в настоящий момент использует на своих производственных линиях при сборке процессоров. Единственной проблемой сейчас, по мнению исследователей, является отсутствие материалов, позволяющих создавать на их базе рабочие чипы с техпроцессом ниже 5 нм. Однако и над этой проблемой соответствующие ученые уже работают.

Обойти закон Мура поможет теория хаоса

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

25 комментариев

  1. Mark Drake

    на словах все просто.

  2. Fedya

    Вот только один транзистр это не один калькулятор , несколько транзисторов это логический элемент . Логические элементы тоже разные и собраны в определенные схемы , которые не всегда универсальные и заточены под определенное действие

  3. mi

    Чем меньше нм тем меньше тепловыделение? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Fedya

      И тем меньше энергопотребление , но до бесконечности уменьшать не получиться , о чем собственно и сказано в статье

  4. mr Vanya

    Неужели придёт время для оптимизации софта ?

    • speed

      Наврятли, скорее всего начнут оптические клепать, рекламируя то на сколько они меньше энергии жрут, но это явно будет не раньше 2020

  5. cyborg

    Это конечно интересно. Но вот я не пойму, почему до сих пор только в серверных решениях используются по два процессора на одной плате, разве нельзя подобное применить для увеличения мощности на домашних ПК ? Почему всегда используется только один главный процессор ? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • mr Vanya

      Платы большие получаются. В маленький корпус не засунешь. Ну и цена вопроса практически удваивается. Маркетологи не рекомендуют.
      http://b2b.gigabyte.com/fileupload/product/101/4157/5986_big.jpg

      • Аноним

        Вопрос ! Софт пишется под 1 процессор и разделение процессов программы на 2 и более процессоров не предусматривается , пока что рынок обычного потребителя справляется и с однопроцессорными платами?
        Если будет потребность тогда начнут писать и потребительский софт, например для обработки видео и аудио, прорисовки мультов и игр? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • mr Vanya

          "Софт пишется под 1 процессор и разделение процессов программы на 2 и более процессоров не предусматривается"
          Как бы не соглашусь. Многопоточность, атомарность и масштабируемость софта на слуху уже лет двадцать.
          Архивация, обработка изображений, рендеринг уже давно мультипоточен.

          • Аноним

            Дак это вопрос к знатокам , а не утверждение ) вопрос касается не многопотоковости , а "многопроцессоровости" в потребительском рынке связанным с увеличение запросов потребителя к возможностям софта. Захочет пользователь, к примеру, для себя сделать рендер на 4к видео , добавить красивые эффекты и наложить звук 7.2 , думаю к этому все и идет. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

            • mr Vanya

              В чём отличие многопотоковости, многоядерности от многопроцессорности?
              Прямо сейчас на Ксенонах крутятся аппы нагружающие 2-4 процессора, видеоредакторы обсчитывающие поток на 8-16 видеокартах nvidea одновременно. Вопрос не в программах а в отношении цена/производительность железа. Кинокорпорации охотно покупают таких монстров, в домашнем хозяйстве это как бы оверкил, если только не связаны с вашем бизнесом и не приносят прибыли.

    • nnm

      по типу этого
      http://www.eternagame.org
      но это биоомп

    • RodionX

      Потому что в Домашнем ПК такие мощности не нужны. Если нужны покупай сервер. Компьютерная техника масштабируется довольно хорошо. Нет смысла выпускать для домашки двухпроцессорные материнки ибо покупателей будет 0,01%. И так премимум сегмент занимает смехотворный процент всех продаж. Еще раз хочешь двухпроцессорность - покупай сервак.

  6. romale

    Замедление закона Мура происходит, но все равно размеры потихоньку уменьшаются (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. speed

    Уже созданы процессоры на 7 нм, по моему корпорацией IBM, не удивлюсь что и в интеле они уже созданы. Просто они будут кормить весь мир вначале 14 из трех фаз, потом 10 тоже будет из трех, а потом уж 7 в ход пустят. Жлобы денег хотят срубить и так понятно, растянут все это дело до 2020 как минимум, то что можно было бы сделать уже сегодня.

  8. coolwolf0

    Во-первых, закон Мура - чисто умозрительное наблюдение, а не какой-то природный или технологический постулат. И то, что он упёрся в размеры атомов, не сюрприз для производителей. Идеи программируемой логики были реализованы еще в поцарапанные 90-е годы после знаменитого бага операции с плавающей запятой в процессоре Интел - тамошние микроархитекторы придумали микрокоманды и внутренний конвейер для их выполнения. Коды микрокоманд можно было перепрошивать и потенциальные алгоритмические баги стали не страшны. Заодно развивалась суперскалярная архитектура с несколькими конвейерами, параллельным, спекулятивным, предсказуемым исполнением. И это всё тоже - начало 2000-х. Тогда же в один корпус стали втискивать несколько ядер (core) что тоже является распределением функционала между фрагментами чипа. О каком "изобретении" может идти речь сейчас, в конце 16-го года? Уже выпускаются флип-чипы с разными тех-процессами в одном корпусе, чипы с раздельными цепями питания между внутренними кластерами, с переменной частотой кластеров в зависимости от нагрузки. Что же такого умного изобрел таинственный "исследователь", даже не имеющий научной степени?

    • speed

      Нет вообще никакого закона Мура, интел исскуственно тормозили прогресс по этому придуманому закону, а если еще копнуть кто такой Мур и так все станет ясно). Просто у интела нет конкурентов нормальных, да и многие тнк просто на просто в сговоре. Эх сколько этот гребаный интел компаний хороших погубил, которые были перспективнее их, даже и не счесть.

      • Аноним

        Закон джунглей! Только в джунглях закон регулируется природой, а в политике и экономике - жадностью : результат - поглощения, слияния и уничтожение. Любая компания действует в интересах прибыли, а не пользы потребителей. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • mr Vanya

        Система построенная на потреблении и извлечении прибыли - этим и занимается.
        Вот вы построили завод на 12нм, вложили несколько миллиардов долларов. При наличии новой 10нм технологии станете ли вы вкладывать очередные миллиарды немедленно или подождёте пока старые заводы окупят себя?

        • coolwolf0

          Это при социализме гнались за красивой цифрой в нарисованном отчете к очередному празднику. Деньги-то зачем считать?

  9. DeusEx

    Получается, раз размеры физически ограничены, то когда-нибудь догоним буржуев?

    • coolwolf0

      Да, надо просто сидеть на попе ровно - рыбка сама в ведро прыгнет. Причем "буржуи" так и замрут хлопнув себя по лбу "ой, как же я не заметил?".

  10. Eduard

    Снизят энергопотребление, чипы можно сделать двуслойные, потом трёхслойные и т. д.

    • mr Vanya

      - рассеивание тепла? (как ни снижай энергопотребление, а тепло отводить надо)
      - технологичность производства? До сих пор при производстве чипов в качестве первого эшелона проверки качества применяются средства визуального контроля. Микроскоп и тестовый визуальный шаблон. Электронная стендовая проверка чипов уже существенно дороже.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.