211service.com
Intel: chipy będą musiały poświęcić wzrost prędkości w celu oszczędności energii
Przesuń się, krzemie.
Intel, największy na świecie producent chipów, przygotowuje się do przyjęcia alternatyw dla technologii, która utrzymuje komputery od ponad 50 lat. William Holt, który kieruje działem technologicznym i produkcyjnym firmy, powiedział w tym tygodniu, że aby chipy nadal się ulepszały, Intel wkrótce będzie musiał zacząć stosować zupełnie nowe technologie.
Holt powiedział, że Intel nie wie jeszcze, jaką nową technologię chipową zastosuje, mimo że będzie musiała wejść do użytku za cztery lub pięć lat. Wskazał dwóch możliwych kandydatów: urządzenia znane jako tranzystory tunelujące i technologię zwaną spintroniką. Oba wymagałyby dużych zmian w sposobie projektowania i wytwarzania chipów i prawdopodobnie byłyby używane razem z tranzystorami krzemowymi.
Jednak nowe technologie, które przytacza Holt, nie oferują korzyści w zakresie szybkości w porównaniu z tranzystorami krzemowymi, co sugeruje, że chipy mogą przestać być szybsze w tempie, do którego przyzwyczaiła się branża technologiczna. Nowe technologie poprawiłyby jednak wydajność energetyczną czipów, co jest ważne dla wielu wiodących zastosowań obliczeniowych, takich jak przetwarzanie w chmurze, urządzenia mobilne i robotyka.
Zobaczymy duże zmiany, powiedział Holt, przemawiając na Międzynarodowej Konferencji Solid State Circuits w San Francisco. Nowa technologia będzie zasadniczo inna.
Procesor Intela.
Przemysłem chipowym od dziesięcioleci rządzi prawo Moore’a, sformułowane przez współzałożyciela firmy Intel Gordon Moore w 1965 roku, który stał się skrótem dla ciągłego, szybkiego postępu w możliwościach komputerów. Moore zasugerował, że firmy powinny podwajać liczbę tranzystorów na danym obszarze chipa co dwa lata, aby nadal produkować lepsze chipy bez kosztów, których nie można wymykać się spod kontroli. Intel i inni wyprodukowali procesory z coraz większą liczbą coraz mniejszych i tańszych tranzystorów krzemowych, aby utrzymać tę prognozę. Jednocześnie tranzystory stały się znacznie bardziej energooszczędne. Razem te trendy umożliwiły rozwój superkomputerów i laptopów, smartfonów i autonomicznych samochodów.
Holt powiedział, że utrzymają się przez kolejne dwie generacje, zaledwie cztery lub pięć lat, do tego czasu tranzystory krzemowe osiągną rozmiar zaledwie siedmiu nanometrów.
Jedna z dwóch wymienionych przez Holta technologii, która może wypełnić tę lukę, tranzystory tunelujące , wydaje się daleki od komercjalizacji, chociaż DARPA oraz konsorcjum branżowe Semiconductor Research Corporation finansują badania nad urządzeniami. Wykorzystują one kwantowe właściwości mechaniczne elektronów, które szkodzą wydajności konwencjonalnych tranzystorów i które stają się coraz bardziej problematyczne w miarę zmniejszania się tranzystorów.
Obwody procesora Intel.
Urządzenia Spintronic są bliższe produkcji komercyjnej i mogą nawet trafić na rynek w przyszłym roku. Reprezentują bity cyfrowe poprzez przełączanie się między dwoma różnymi stanami zakodowanymi we właściwościach mechaniki kwantowej cząstek, takich jak elektrony, znanej jako spin. Kang Wang , inżynier elektryk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, który pracuje nad spintroniką, mówi, że komentarze Holta są zgodne z jego własnymi oczekiwaniami, że spintronika pojawi się w niektórych układach pamięci o niskim poborze mocy w ciągu najbliższego roku, być może w grafice o dużej mocy karty.
Na przykład, Toshiba ogłosiła w zeszłym roku opracowała eksperymentalną macierz pamięci spintronicznej, która zużywa o 80 procent mniej energii niż SRAM, rodzaj szybkiej pamięci.
Jednak zarówno tranzystory tunelujące, jak i spintronika mają wady poza tym, że wymagałyby hurtowego przeprojektowania procesów produkcyjnych Intela. Zmniejszanie tranzystorów krzemowych w celu utrzymania przy życiu prawa Moore'a sprawiło, że kolejne generacje chipów stały się zarówno mocniejsze, jak i mniej energochłonne. Ale te dwie nowe technologie nie mogą pracować na danych tak szybko, jak tranzystory krzemowe. Najlepsze czysto technologiczne ulepszenia, jakie możemy wprowadzić, przyniosą poprawę zużycia energii, ale zmniejszą prędkość, powiedział Holt.
Sugeruje to, że prawo Moore'a, jakie znamy, może się skończyć. Holt twierdził jednak, że ciągły wzrost efektywności energetycznej, a nie surowa moc obliczeniowa, jest najważniejszy dla rzeczy, których wymaga się od komputerów w dzisiejszych czasach.
Holt powiedział, że w szczególności, gdy przyjrzymy się Internetowi rzeczy, uwaga zostanie przeniesiona z poprawy szybkości na radykalne zmniejszenie mocy. Moc jest problemem w całym spektrum obliczeniowym. Ślad węglowy centrów danych obsługiwanych przez Google, Amazon, Facebook i inne firmy rośnie w zastraszającym tempie. A chipy potrzebne do podłączenia wielu innych obiektów domowych, handlowych i przemysłowych, od tosterów po samochody, do Internetu, będą musiały pobierać jak najmniej energii, aby były wykonalne.