211service.com
Prawo Moore'a nie żyje. Co teraz?
Aplikacje mobilne, gry wideo, arkusze kalkulacyjne i dokładne prognozy pogody: to tylko próbka zmieniających życie rzeczy, które są możliwe dzięki niezawodnemu, wykładniczemu wzrostowi mocy chipów komputerowych w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat.
Ale za kilka lat firmy technologiczne mogą być zmuszone do cięższej pracy, aby dostarczyć nam nowe, zaawansowane przypadki użycia komputerów. Ciągłe wpychanie większej liczby tranzystorów krzemowych do chipów, znane jako prawo Moore'a, było źródłem wybujałej innowacji w informatyce. Teraz wygląda na to, że zwalnia.
Musimy zapytać, czy będzie to problem w obszarach takich jak urządzenia mobilne, centra danych i samochody autonomiczne? mówi Thomas Wenisch , adiunkt na Uniwersytecie Michigan. Myślę, że tak, ale w różnych ramach czasowych.
Prawo Moore'a zostało nazwane na cześć Gordona Moore'a, współzałożyciela firmy Intel. Zauważył, że w 1965 r. tranzystorów kurczy się tak szybko, że każdego roku na chipie może zmieścić się dwa razy więcej tranzystorów, a w 1975 r. dostosował tempo do podwojenia co dwa lata.
Przemysł chipów podtrzymał przewidywania Moore'a, a Intel przewodził. Firmy komputerowe znalazły wiele wspólnego z ciągłym dostarczaniem dodatkowych tranzystorów. Jednak Intel przesunął swoją następną technologię tranzystorową, o cechach tak małych jak 10 nanometrów, od 2016 r. do końca 2017 r. Firma postanowiła również wydłużyć czas między kolejnymi generacjami (patrz Intel hamuje prawo Moore'a). A technologiczna mapa drogowa dla prawa Moore'a prowadzona przez grupę branżową, w tym największych światowych producentów chipów, jest złomowana. Intel zasugerował, że tranzystory krzemowe mogą się kurczyć tylko przez kolejne pięć lat.
Komputery w naszych kieszeniach prawdopodobnie odczują skutki później niż inne rodzaje urządzeń komputerowych, domyśla się Wenisch. Urządzenia mobilne są zasilane przez chipy firm innych niż Intel i generalnie są nieco w tyle w technologii tranzystorowej. A procesory mobilne nie wykorzystują w pełni niektórych technik projektowania dobrze znanych w mocniejszych procesorach przeznaczonych do maszyn, które nie są wędrujące, mówi.
Prawdopodobnie masz mobilny pas startowy lub dwa więcej, mówi Wenisch.
Jednak wiele przydatnych rzeczy, które urządzenia mobilne mogą zrobić, opiera się na mocy miliardowych centrów danych, gdzie koniec Prawa Moore'a byłby bardziej bezpośrednim bólem głowy. Firmy takie jak Google i Microsoft chętnie pochłaniają każdą nową generację najbardziej zaawansowanych chipów, gęściej upakowanych tranzystorami.
Wenisch mówi, że firmy takie jak Intel, który dominuje na rynku chipów serwerowych, a ich najwięksi klienci będą musieli wykazać się kreatywnością. Alternatywne sposoby na uzyskanie większej mocy obliczeniowej obejmują cięższą pracę nad ulepszaniem konstrukcji chipów i specjalizowanie chipów w celu przyspieszenia określonych kluczowych algorytmów.
Na przykład nieuniknione wydaje się duże zapotrzebowanie na krzem dostrojony do algebry, który jest kluczowy dla potężnej techniki uczenia maszynowego zwanej uczeniem głębokim. Firma produkująca układy graficzne Nvidia i kilka start-upów już zmierza w tym kierunku (patrz Chip o wartości 2 miliardów dolarów przyspieszający sztuczną inteligencję).
Microsoft i Intel pracują również nad pomysłem uruchomienia kodu na rekonfigurowalnych układach zwanych FPGA w celu zwiększenia wydajności (patrz Microsoft mówi, że reprogramowalne układy sprawią, że sztuczna inteligencja będzie inteligentniejsza). Intel wydał w zeszłym roku prawie 17 miliardów dolarów na przejęcie wiodącego producenta układów FPGA, firmy Altera, i dostosowuje swoją technologię do centrów danych.
Horst Simon , zastępca dyrektora Lawrence Berkeley National Laboratory, mówi, że najpotężniejsze na świecie maszyny liczące wydają się już odczuwać skutki końca czasów prawa Moore'a. Najlepsze superkomputery na świecie nie stają się lepsze w tempie, w jakim kiedyś.
Przez ostatnie trzy lata byliśmy świadkami pewnego rodzaju stagnacji, mówi Simon. To zła wiadomość dla programów badawczych opartych na superkomputerach, takich jak wysiłki na rzecz zrozumienia zmian klimatycznych, opracowywanie nowych materiałów do baterii i nadprzewodników oraz ulepszanie projektowania leków.
Simon twierdzi, że nadchodzący plateau gęstości tranzystorów wzbudzi większe zainteresowanie przerysowaniem podstawowej architektury komputerów wśród projektantów superkomputerów i centrów danych. Pozbycie się pewnych cech konstrukcyjnych z lat 40. może odblokować ogromny wzrost wydajności (patrz Machine Dreams ). Jednak skorzystanie z nich wymagałoby ponownego przemyślenia projektowania wielu rodzajów oprogramowania i wymagałoby od programistów zmiany nawyków.
Bez względu na rodzaj komputera, który Cię interesuje, kluczowe pytanie brzmi, czy kreatywne drogi pozostawione firmom komputerowym mogą zapewnić podobne korzyści, jak Prawo Moore'a po jego zakończeniu, mówi Neil Thompson , adiunkt w MIT Sloan School. Wiemy, że te inne rzeczy mają znaczenie, ale pytanie brzmi, czy są tej samej skali? on mówi.
Jednym z powodów, by sądzić, że tak nie jest, jest to, że firmy będą musiały współpracować w nowy i skomplikowany sposób, bez wspólnego bicia serca, które służyło do utrzymywania synchronizacji produktów i planów badawczo-rozwojowych w branży.
Jedną z największych zalet prawa Moore'a jest funkcja koordynacyjna, mówi Thompson. Wiem, że za dwa lata możemy liczyć na taką moc i że będę mógł rozwijać tę funkcjonalność – a jeśli jesteś Intelem, wiesz, że ludzie się do tego rozwijają i że będzie rynek na nowy chip.
Bez tej wspólnej muzyki, przy której można tańczyć, postępy w zakresie mocy obliczeniowej, które przynoszą korzyści wszystkim rodzajom firm, a nie tylko tym, które mają wzajemnie silną motywację do współpracy, mogą być mniej powszechne.