Dom Naprijed razmišljanje Je li Mooreov zakon živ i zdrav? ovisi o načinu definiranja skaliranja

Je li Mooreov zakon živ i zdrav? ovisi o načinu definiranja skaliranja

Video: Bivsi pilot o tome kako je spasen JAT u NATO agresiji 1999. godine - DJS - (TV Happy 28.03.2019) (Studeni 2024)

Video: Bivsi pilot o tome kako je spasen JAT u NATO agresiji 1999. godine - DJS - (TV Happy 28.03.2019) (Studeni 2024)
Anonim

U posljednje se vrijeme mnogo govori o usporavanju Mooreovog zakona i izazovima s kojima se susreću proizvođači čipova dok se pokušavaju preseliti u sve manje dimenzije. Dakako, računala ne postaju brža nego što su nekad bila, a izazovi s kojima se stvaraju čipovi nikada nisu bili veći. Ipak, Intel i dalje inzistira na tome da je "Mooreov zakon živ i dobar", kada govori o njegovim planovima za proizvodnju 10 nm i 7nm. Da bih pokušao shvatiti što se događa, pogledao sam neke različite mjere napretka i dobio nekoliko različitih odgovora.

Iako mnogi ljudi povezuju Mooreov zakon sa brzinom, on je zapravo mjera stope povećanja složenosti minimalne komponente, manje ili više navodeći da će se broj tranzistora periodično udvostručiti. U početnom radu iz 1965. godine, ovo se udvostručivanje događalo svake godine, iako je Moore do 1975. godine ažurirao svoju projekciju na udvostručenje svake dvije godine, što je općenito znak stvaranja čipova odakle teže.

Na Intelov dan investitora prošlog mjeseca, Bill Holt, izvršni potpredsjednik i generalni direktor tehnološke i proizvodne grupe, ponovno je pokazao slajdove sugerirajući da se broj "normaliziranih" tranzistora po području nastavlja smanjivati ​​tempom boljim od udvostručenja, iako je istaknuo da su troškovi proizvodnje rasli čak brže nego što se očekivalo. Rezultat je, rekao je, da je trošak po tranzistoru i dalje u toku.

No, po prvi se sjećam, naglasio je da različite vrste tranzistora unutar čipa zahtijevaju različite količine na čipu, s tim da su ćelije SRAM memorije oko tri puta gušće od logičkih ćelija. Ovu je tvrdnju iskoristio da odgovori na pitanja o prosječnoj gustoći tranzistora u usporedbi s Apple A9 čipovima tvrtke Samsung ili TSMC.

Da bismo bolje pogledali, moj kolega John Morris i ja pogledali smo Intelove objavljene statistike o svojim čipovima od 1999. godine, iz Pentiuma III (poznatog kao Coppermine), proizvedenog na 180 nm, do prošlogodišnjih Broadwell Core čipova, prvih izrađenih s 14nm tehnologijom.

Najprije smo pogledali skaliranje vrata - minimalna udaljenost između vrata koja čine tranzistor. Tradicionalno skaliranje sugerira da se to smanjuje za 70 posto po generaciji kako bi se dobilo ukupno 50 posto skaliranja. Što se tiče ove mjere, jasno je da iako se skaliranje nastavlja, ne vidimo toliko smanjenje koliko bismo očekivali.

Ali druge tehnike koje koriste proizvođači čipova pomalo se mijenjaju. Gledajući SRAM memorijske ćelije, najgušći i najosnovniji dio čipa, možemo vidjeti da nam je donedavno to smanjivalo 50 posto po generaciji procesa, iako se čini da propada.

Proteklih godina Intel je također naglasio ukupno skaliranje logičke površine, što je proizvod nagiba vrata i minimalnog nagiba metalnih međuspojeva koji usmjeravaju signale oko tog čipa i povezuju ga s vanjskim svijetom. Ovo ima smisla jer ako se logički tranzistori razmjere, ali međusobno povezivanje ne smanji, ukupna veličina i trošak čipa neće se smanjiti. Na primjer, TSMC-ov 16nm FinFET postupak koristi isti zadnji metalni postupak kao i njegov 20nm planarni čip, pa nudi malo naprezanja (iako je brži i troši manje energije). Što se tiče skaliranja područja logike, čini se da je Intel na meti posljednjih generacija.

Trendovi postoje na mnogo načina, a jedna stvar koja se čini jasnom je da je sada potrebno više vremena da bi se došlo do sljedećeg čvora nego što je bilo potrebno u posljednjih 20 godina. Umjesto dvije godine između čvorova, za 14nm i nadolazeći 10nm čvor, zapravo će biti bliže 2, 5 godine, s 10nm čipovima na ploči trebao bi stići u drugoj polovici 2017. godine.

Intel ističe da je dugoročno - sve do prvog mikroprocesora, 4004 - vrijeme između novih generacija čip tehnologije uvijek bilo pomalo fleksibilno.

Intel koristi ovaj dijapozitiv (što je Intel Fellow Mark Bohr pokazao više puta) kako bi označio kadence Mooreovog zakona, od prvog mikroprocesora, Intel 4004, koji je 1971. koristio 2300 tranzistora u procesu od 10 mikrona, do današnjeg 14 nm procesa. Gledajući ovaj grafikon, Intel kaže da je prosječna kadenca novi čvor svake 2, 3 godine. Prema tom mišljenju, 2, 5-godišnji tempo za 14 nm i 10 nm nije sve tako značajan. Gledam to i vidim ubrzanje Mooreovog zakona od otprilike 1995. do 2012. godine, kada su se počeli pojavljivati ​​prvi 22nm proizvodi Ivy Bridge. Čini se da se kadenca opet usporava.

(Imajte na umu da je Intel prestao davati podatke o veličini i tranzistorima s generacijom 14 nm, pozivajući se na konkurentska pitanja, tako da najnoviji brojevi za četverojezgre potječu iz 22nm Haswella, koji je imao 1, 4 milijarde tranzistora u 177 mm 2 die.)

Znači, Mooreov zakon usporava? Ovisi kako na to gledate. Sigurno je jasno da se na nekim mjerama tempo čini da se usporava i da su izazovi s kojima se susreću proizvođači čipova postaju sve teži sa svakom generacijom. Danas samo četiri tvrtke - Intel, GlobalFoundries, Samsung i TSMC - tvrde da imaju 14 ili 16 nm proces. Stvaranje novog čipa na jednom od tih novih procesa skuplje je nego ikad. Ali postoji dovoljno razloga i dovoljno poticaja za očekivati ​​da ćemo vidjeti 10nm čipove oko 2017., te da će uslijediti 7nm, 5nm i 3nm čipovi.

Je li Mooreov zakon živ i zdrav? ovisi o načinu definiranja skaliranja