Hukum Moore sudah mati, panjang umur Hukum Moore

Hukum Moore berulang tahun ke-50 minggu ini - menjadikannya waktu yang tepat untuk meninjau kembali prediksi klasik Gordon Moore, kenaikannya ke pernyataan yang hampir ilahi selama 50 tahun terakhir, dan pertanyaan tentang apa, jika ada, Hukum Moore dapat mengajari kita tentang masa depan komputasi. Rekan saya David Cardinal telah membahas hukum itu sendiri, Serta evolusi awal sirkuit terintegrasi. Untuk memahami di mana Hukum Moore akan berkembang di masa depan, kami duduk bersama ahli litografi, instruktur, dan ilmuwan pria, Dr. Christopher Mack. Mungkin tampak aneh untuk berbicara tentang masa depan Hukum Moore dengan seorang ilmuwan yang setengah bercanda bersulang tentang kematiannya setahun yang lalu - tetapi salah satu ciri “Hukum” adalah cara hukum itu diciptakan kembali beberapa kali selama lima puluh tahun terakhir .

IBM-System360-1

Sistem IBM / 360. Foto milik Wikipedia

Di sebuahartikel terbaru, Dr. Mack berpendapat bahwa apa yang kita sebut 'Hukum Moore' sebenarnya adalah setidaknya tiga hukum yang berbeda. Di era pertama, dijuluki Hukum Moore 1.0, fokusnya adalah pada peningkatan jumlah komponen pada satu chip. Satu contoh sederhana dapat ditemukan dalam evolusi mikroprosesor itu sendiri. Pada awal 1980-an, sebagian besar CPU hanya dapat melakukan matematika integer saat mati. Jika Anda ingin melakukan kalkulasi floating point (artinya kalkulasi dilakukan menggunakan titik desimal), Anda harus membeli unit floating point mandiri dengan pinout dan soket motherboard sendiri (pada motherboard yang kompatibel).



Beberapa dari Anda mungkin juga ingat bahwa pada hari-hari awal cache CPU, cache yang dimaksud dipasang ke motherboard (dan terkadang dapat diupgrade), tidak terintegrasi ke dalam CPU die. Istilah bus 'sisi depan' (yang dijalankan dari pengontrol northbridge ke memori utama dan berbagai periferal) awalnya dikontraskan dengan 'bus sisi belakang', yang berjalan ke cache CPU dari CPU itu sendiri. Integrasi komponen langsung ini tidak selalu memangkas biaya - terkadang, produk akhir sebenarnya lebih mahal - tetapi meningkatkan kinerja secara drastis.

VAX Digital

VAX 11/780 Digital. Dalam banyak hal, mesin CISC yang sempurna.

Moore's Law 2.0 benar-benar muncul pada pertengahan 1990-an. Hukum Moore selalu memiliki mitra yang lebih tenang, yang dikenal sebagai Dennard Scaling. Dennard Scaling menyatakan bahwa ketika transistor menjadi lebih kecil, kerapatan dayanya tetap konstan - artinya transistor yang lebih kecil membutuhkan lebih sedikit tegangan dan arus yang lebih rendah. Jika Hukum Moore telah menyatakan bahwa kami dapat mengemas lebih banyak transistor ke dalam area yang sama, Dennard Scaling memastikan bahwa transistor tersebut akan lebih dingin dan menarik lebih sedikit daya. Itu Dennard Scaling yang pecah pada tahun 2005, karena Intel, AMD, dan sebagian besar vendor lain berpaling dari penekanan penskalaan berbasis jam, demi menambahkan lebih banyak inti CPU dan meningkatkan kinerja CPU single-threaded.

Dari tahun 2005 hingga 2014, Hukum Moore berlanjut - tetapi penekanannya adalah pada peningkatan biaya dengan menurunkan biaya setiap transistor tambahan. Transistor tersebut mungkin tidak bekerja lebih cepat dari pendahulunya, tetapi seringkali lebih hemat daya dan lebih murah untuk dibuat. Seperti yang ditunjukkan Dr. Mack, sebagian besar peningkatan ini didorong oleh perkembangan alat litografi. Ketika hasil wafer silikon melonjak dan output manufaktur melonjak, total biaya manufaktur (per transistor) turun, sementara biaya total per milimeter persegi turun perlahan atau tetap sama.

MooresLaw2

Hukum Moore berkembang melalui era klasik.

Hukum Moore 3.0, kemudian, jauh lebih beragam dan melibatkan pengintegrasian fungsi dan kapabilitas yang sebelumnya tidak pernah dilihat sebagai bagian dari fungsi CPU sama sekali. Regulator tegangan on-die Intel, atau integrasi lebih lanjut dari sirkuit daya untuk lebih meningkatkan idle CPU dan karakteristik beban, dapat dianggap sebagai salah satu penerapan Hukum Moore 3.0 - bersama dengan beberapa fungsi pembelajaran mendalam Nvidia, atau dorongan untuk bergerak teknologi pemrosesan kamera ke inti silikon yang sama yang memberi daya pada area inti lainnya.

Dr. Mack menunjukkan ide-ide seperti nanorelays - sakelar kecil dan kecil yang bergerak yang mungkin tidak membalik secepat logika digital, tetapi tidak membocorkan daya sama sekali saat dibalik. Apakah teknologi seperti itu akan diintegrasikan ke dalam desain chip masa depan adalah dugaan semua orang, dan penelitian yang dituangkan ke dalamnya lebih tidak pasti. Sangat mungkin bahwa sebuah perusahaan mungkin menghabiskan jutaan untuk mencoba menerapkan desain dengan lebih baik dalam logika digital, atau mengadaptasi prinsip semikonduktor ke jenis desain chip lainnya, hanya untuk menemukan bahwa produk akhir secara bertahap lebih baik daripada bagian sebelumnya.

Sifat perubahan Hukum Moore

Ada argumen yang menentang pergeseran penggunaan ini yang terjadi seperti ini: Hukum Moore, yang dipisahkan dari kata-kata sebenarnya dari Gordon Moore, bukanlah Hukum Moore sama sekali. Mengubah definisi Hukum Moore mengubahnya dari pernyataan ilmiah yang dapat dipercaya menjadi istilah pemasaran yang tidak jelas. Kritik seperti itu bukannya tanpa alasan. Seperti kecepatan clock, jumlah inti, kepadatan transistor, dan hasil benchmark, Hukum Moore, dalam bentuk apa pun, dapat mengalami distorsi. Aku bersimpati pada argumen ini - ketika saya menyebut Hukum Moore mati di masa lalu, Saya mengacu pada itu.

GordonMoore

Namun, satu kritik terhadap perspektif ini adalah bahwa lapisan tambahan fudge telah ditambahkan sejak lama. Makalah asli Gordon Moore tidak diterbitkan di The New York Times untuk konsumsi publik - ini adalah dokumen teknis yang dimaksudkan untuk memprediksi tren jangka panjang dari fenomena yang diamati. Pengecoran modern tetap fokus pada peningkatan kepadatan dan pemotongan biaya per transistor (sebanyak mungkin). Namun arti dari 'Hukum Moore' dengan cepat bergeser dari pernyataan sederhana tentang garis tren biaya dan kepadatan dan disajikan sebagai tren menyeluruh yang mengatur hampir setiap aspek komputasi.

Bahkan ini Tren menyeluruh mulai berubah pada tahun 2005, tanpa bantuan yang tidak semestinya dari departemen pemasaran. Pada awalnya, baik Intel maupun AMD berfokus pada penambahan lebih banyak inti, tetapi ini membutuhkan dukungan tambahan dari vendor perangkat lunak dan alat kinerja. Baru-baru ini, kedua perusahaan telah berfokus pada peningkatan efisiensi daya dan pemotongan daya idle agar lebih sesuai dengan selubung daya seluler. Intel dan AMD telah melakukan pekerjaan luar biasa dengan menurunkan konsumsi daya idle di tingkat platform, tetapi konsumsi daya CPU beban penuh telah turun jauh lebih lambat dan suhu CPU maksimum telah meroket. Kami sekarang mentolerir suhu beban penuh 80-95C, dibandingkan dengan suhu maksimal 60-70C kurang dari satu dekade lalu. Produsen CPU dan pengecoran berhak mendapatkan kredit untuk membuat chip yang dapat mentolerir suhu yang lebih tinggi ini, tetapi perubahan tersebut dilakukan karena Dennard Scaling yang mendasari apa yang oleh Dr. Mack disebut sebagai Moore's Law 2.0 telah gagal.

Penskalaan CPU

Penskalaan transistor berlanjut lama setelah IPC dan kecepatan clock pada dasarnya rata.

Bahkan orang yang berpikiran teknik dapat memahami bahwa setiap perubahan dalam definisi Hukum Moore disertai dengan perubahan besar dalam sifat kemampuan komputasi mutakhir. Hukum Moore 1.0 memberi kita mainframe dan komputer mini. Penekanan Hukum Moore 2.0 pada kinerja per-transistor dan penskalaan biaya mengantarkan era komputer mikro dalam inkarnasi desktop dan laptopnya. Hukum Moore 3.0, dengan fokusnya pada biaya tingkat platform dan integrasi sistem total telah memberi kami smartphone, tablet, dan industri perangkat yang dapat dikenakan yang baru lahir.

Dua puluh tahun yang lalu, laju Hukum Moore berarti transistor yang lebih cepat dan kecepatan clock yang lebih tinggi. Sekarang ini berfungsi sebagai singkatan untuk masa pakai baterai yang lebih baik, frekuensi boost yang lebih tinggi, lebih cepat kembali ke idle (0W, dalam beberapa hal, 1GHz baru), layar yang lebih tajam, faktor bentuk yang lebih tipis, dan, ya - kinerja keseluruhan yang lebih tinggi dalam beberapa kasus, meskipun demikian tidak secepat yang kita inginkan. Ini bertahan sebagai sebuah konsep karena ia mewakili sesuatu yang jauh lebih besar daripada kinerja transistor atau karakteristik listrik dari sebuah gerbang.

Setelah 50 tahun, Hukum Moore telah menjadi singkatan budaya untuk inovasi itu sendiri. Saat Intel, atau Nvidia, atau Samsung merujuk pada Hukum Moore dalam konteks ini, mereka merujuk pada penerapan berkelanjutan dari pengetahuan dan kecerdikan selama puluhan tahun di ratusan produk. Ini adalah cara untuk mengakui kolaborasi luar biasa yang terus terjadi dari lini luar biasa hingga ruang tamu, hasil dari penelitian yang melelahkan yang bertujuan untuk membawa kemampuan platform sedikit lebih sesuai dengan apa yang diinginkan pengguna. Apakah itu pemasaran? Pasti. Tapi ternyata tidak hanya pemasaran.

Hukum Moore sudah mati. Hidup Hukum Moore.

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com