摩尔定律死了,摩尔定律万岁!

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摩尔定律下星期会转会到50分——这是重温戈登·摩尔经典预测的一个好理由,它在过去50年中上升到了神圣的预测,并澄清摩尔定律可以告诉我们关于计算的未来. 我们在ExtremeTech的同僚们决定转而求助于计算机科学荣誉博士克里斯托弗·麦克来寻找这些问题的答案. 与一年前在开玩笑地预言了自己死亡的科学家谈论摩尔法律的未来是很奇怪的,但这一“法律”的标志之一是在过去半个世纪里发生了几次变化。

在最近一篇文章中,Mack博士认为,我们所谓的"摩尔法"其实是三种不同的法律. 在第一个叫"摩尔定律1.0"的时代,强调在单一芯片上增加组件数量. 在微处理器本身的演化中可以找到一个简单的例子. 20世纪80年代初,绝大多数处理器只能在芯片上进行整数算术. 如果您想要进行浮点计算(即使用小数点进行计算),您必须购买一个独立单元,其链路和连接器位于母板上。

部分人可能还记得,在CPU缓存的早期,缓存被安装在母板上,没有被整合入CPU. Front-Side Bus(有时被称作从北桥控制器跑到主内存和各种外围的"Front-Side Bus")一词最初与从CPU缓存跑到CPU本身的后行巴士形成对比. 在芯片上加入这些组件并不总是能降低成本,

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摩尔定律2.0于1990年代中期生效. Moore's Law 一直有一个安静的伴侣: Dennard's Law of Amazing. 后一法则规定,随着晶体管的收缩,其功率密度保持不变,即较小的晶体管需要更低的电压和电流. 如果摩尔定律说我们可以将更多的晶体管装入一个区域, Dennard的"放大定律"则规定这些晶体管应该更冷并消耗更少的功率. 正是德纳德的定律导致英特尔,AMD等主要厂商于2005年放弃了缩放,而倾向于增加更多的CPU核心并改进单行本的性能.

从2005年到2014年,摩尔定律奏效了——但重点是通过降低每个额外的晶体管的成本来降低成本. 这些晶体管可能不会比之前的晶体管更快,但它们往往更能高效,制造成本更低. 正如Mack所指出,大部分改进都是由文学仪器的发展所推动的. 制造(每台晶体管)的总成本下降,而每平方毫米的总成本下降更慢或保持不变.

Moore's Law 3.0更加多样化,涉及整合历史上不被认为是处理器功能的功能与能力. 英特尔的电压相接芯片稳定器,或进一步集成动力电路来改进故障时间和CPU负载特性,可能是摩尔定律3.0的应用——连同NVIDIA的一些深层学习特性或它想将相机处理技术移动到单一核心的欲望.

Mack博士指出纳米中继器的想法, 这些技术是否会被融入到未来芯片的设计之中,目前还不清楚这些技术背后会是什么研究. 公司有可能花费数百万人试图改进数字逻辑的设计,或将半导体原理适应其他类型的芯片设计,最终发现最终产品并不比前作好很多.

改变摩尔法律的性质



戈登·摩尔

有人反对这种使用上的偏见, 摩尔的法律,除了戈登·摩尔的实际用词,根本不是摩尔的法律. 改变摩尔定律的定义, 这种批评是有道理的。 无论是时钟速度,晶体管密度,测试结果,以及摩尔定律,无论以何种形式,都会被扭曲.

然而,有一种意见认为,所有额外的层次都是很久以前添加到法律中去的. 戈登·摩尔的原作并没有被高调的报纸上为人们发表——这是一份技术论文,本应用来预测被观测到的现象的长期趋势. 现代的处理器制造商仍然注重尽可能地提高密度并降低晶体管成本. 但摩尔定律的概念很快就从仅仅阐述趋势转向了控制计算几乎所有方面的总体趋势。

即使这一总体趋势在2005年也开始出现逆转,没有任何市场营销的帮助。 首先,英特尔公司和AMD公司专注于增加额外的核心,但这需要软件和业绩管理供应商的额外支持. 最近,两家公司都把重点放在提高能效和减少停机时间消耗上,以便更好地满足移动技术的电力需求. 英特尔和AMD在平台层下停机时间上做了令人难以置信的工作,但是一个满载CPU的功率消耗下降得更慢,而最高CPU温度也大幅上升. 今天,满载时,我们的温度是80-95摄氏度,而十年前是60-70度。 CPU制造商应该被称赞,因为CPU一般在这样的温度下正常工作,但这种改变是因为作为摩尔定律2.0基础的Dennard定律已经失效.

即使不是工程师的人也能理解,摩尔定律定义的每次改变,都会伴随着先进计算能力性质的深刻转变. Moore's Law 1.0给了我们一台主机和一台微型计算机. Moore's Law 2.0强调晶体管的性能和缩放成本,在台式计算机和笔记本电脑的化身中领先了小型计算机时代. Moore的"Law 3.0"以平台级别成本和整体系统集成为重点,给我们提供了智能手机,平板电脑,以及新生的可穿戴电子产品市场.

20年前,摩尔定律的速度加快了晶体管,提高了时钟速度. 它们现在可以改善电池寿命,提高睡眠率和活性模式,减少这些过程的能耗,为我们提供清晰的屏幕,薄的形态因素和是的 — — 在某些方面总体性能,尽管我们并不想很快. 它仍然是一个关键的概念,因为它不仅意味着晶体管性能或门电性能.

50年后,摩尔定律成为了创新本身的文化快手. 当英特尔或NVIDIA或三星在此背景下提及摩尔定律时,它们指的是持续地将数十年的知识和智慧应用于上百个产品. 这是一种承认不可思议的合作的方法,它开始于工厂,并流入起居室,试图从每一个细节中挤出一点,按照用户想要的. 那是营销吗? 这是你的决定。 已出版

基于极端 技术材料

资料来源:hi-news.ru。