uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

huhtikuussa 1965 "electronics"-lehti julkaisi intelin perustajan gordon mooren artikkelin, jossa huomautettiin: integroituun piiriin mahtuvien transistorien määrä kaksinkertaistuu noin kahden vuoden välein.

artikkelista ja sen ennusteista on sittemmin tullut legendaarisia, ja kuten useimmat legendat, se on käynyt läpi monia muutoksia kertomuksissa ja uudelleenkertomuksissa. media tarttui artikkelin väitteeseen, jonka mukaan puolijohdeteknologia johdattaisi elektroniikan integroinnin uuteen aikakauteen, ja tislaa sen tunnuslauseeksi, joka on saanut monia muotoja vuosien varrella. mutta riippumatta siitä, missä muodossa se on, sille annetaan aina sama nimi: mooren laki.

kuka on mooren lain uskollisin valvoja? kymmenen vuotta sitten vastaus tähän kysymykseen oli lähes ainutlaatuinen gordon mooren perustaman intelin lisäksi, kuka muu voisi ottaa tämän vastuun?

perustamisestaan ​​vuonna 1968 lähtien intel on ollut erottamaton sanasta "kutistua". ensimmäiset neljä vuosikymmentä se oli suurta kiitosta.noin kahden vuoden välein yhdysvaltalainen sirujen edelläkävijä esittelee uusia transistoreita, jotka ovat puolet edeltäjiään verrattuna, mikä mahdollistaa enemmän sirujen pakkaamisen lähes samalle piikiekolle ja kannattavan myynnin lähes samaan hintaan. tämä antoi intelille määräävän aseman muistisirujen markkinoilla, ja kun "muisti" tuli kaupallisiksi 1980-luvulla, se hallitsi pc-vallankumouksen tehostavien mikroprosessorien markkinoita.

mutta tänään, kymmenen vuotta myöhemmin, vastaus ei ole enää ainutlaatuinen. mooren lakiin uskovia on yhä vähemmän, ja intel ei ole enää pioneeri siruteollisuudessa kahden peräkkäisen tuhoisan neljännesvuosittaisen raportin jälkeen tammikuu - yli 210 miljardia dollaria on kutistunut 84 miljardiin dollariin, mikä on jopa vähemmän kuin sen tehtaiden ja laitteiden arvo. voidaan sanoa, että tämän yrityksen vuosikymmenten mittaisessa historiassa ei ole koskaan ollut näin vaikeaa aikaa.

tässä tulee uusi kysymys, kuka voi todella periä mooren lain?

nvidia

nvidia näyttää aina olleen eri mieltä intelin perustajan ehdottaman mooren lain kanssa.

jo vuonna 2010 bill dally, nvidian päätutkija ja tutkimusjohtaja, korosti mooren lain kuolemaa forbesin kolumnissa. hän sanoi, että rinnakkaislaskenta on puolijohdeteollisuuden tulevaisuuden kehitys.

hän uskoo, että mooren lain ennustama suorittimen kutistuminen on nyt lakannut olemasta, eikä suorittimen suorituskyky enää tuplaa 18 kuukauden välein. tämä on vakava uhka monille teollisuudenaloille, jotka ovat riippuvaisia ​​laskentasuorituskyvyn historiallisesta kasvusta:

julkiset virastot tarvitsevat enemmän laskentatehoa ennustaakseen vaarallisia sääilmiöitä ja analysoidakseen pitkän aikavälin ilmastonmuutosta energiayhtiöiden on arvioitava suuria määriä seismisiä ja geologisia tietoja löytääkseen uusia tapoja ottaa öljyä ja kaasua turvallisesti olemassa olevista lääkealan tutkijoista tarvitaan sellaisten lääkemolekyylien suunnitteluun, jotka sitoutuvat tiettyihin solureseptoreihin. kliiniset onkologit tarvitsevat paremman, nopeamman lääketieteellisen kuvantamisen syövän diagnosoimiseksi ja hoitojen tunnistamiseksi.

hän sanoi, että teollisuus tarvitsee pikaisesti rinnakkaisten tietokoneiden syntymistä. transistorien määrän kaksinkertaistaminen sarjasuorittimessa voi parantaa suorituskykyä vain hyvin rajoitetusti - mutta energiankulutus on erittäin korkea.

lisäksi rinnakkaiset tietokoneet, kuten grafiikkasuoritusyksiköt tai gpu:t, mahdollistavat jatkuvan tietojenkäsittelyn suorituskyvyn skaalauksen nykypäivän energiarajoitteisissa ympäristöissä. joka kolmas vuosi nvidia voi nelinkertaistaa transistorien (ja ytimien) määrän. käyttämällä jokaista ydintä hieman hitaammin, mikä lisää tehokkuutta, nvidia voi yli kolminkertaistaa suorituskyvyn samalla kokonaisteholla.

yksinkertaisesti sanottuna intelin edustama cpu ei ole enää tietojenkäsittelyn tulevaisuus, ja nvidia:n edustama gpu on todellinen tulevaisuus tuolloin se oli hyvin radikaali ja mielenkiintoinen näkökulma.

vuosia myöhemmin kalifornian san josessa pidetyssä 2018 gpu-teknologiakonferenssissa nvidian toimitusjohtaja jensen huang kielsi jälleen omalla tavallaan mooren lain pitäessään puheen toistuvasti, että tekniikan äärimmäisen kehittymisen vuoksi gpu hän noudattaa omaa lakiaan.

"nyt on olemassa uusi laki", hän sanoi, "superkiihtyvyyden laki." tätä lakia kutsuttiin myöhemmin "huangin laiksi".

kuinka nopeasti gpu-tekniikka kehittyy?huangin pääpuheen aikana hän huomautti, että nvidian gpu:t ovat nykyään 25 kertaa nopeampia kuin viisi vuotta sitten. jos noudatamme mooren lakia, niiden nopeus kasvaa vain 10 kertaa.

sitten hän käytti toista vertailukohtaa havainnollistaakseen gpu-suorituskyvyn paranemista: alexnetin kouluttamiseen kuluvaa aikaa. alexnet on hermoverkko, joka on koulutettu käyttämällä 15 miljoonaa kuvaa. hän sanoi, että viisi vuotta sitten tämä koulutusprosessi kesti kuusi päivää käyttämällä kahta nvidia gtx 580 -näytönohjainta, mutta yrityksen uusinta laitteistoa dgx-2 käytettäessä se kestää nyt vain 18 minuuttia - 500 kertaa nopeammin.

huang renxun huomautti selvästi, että syy siihen, miksi gpu:t tarvitsevat oman lain, on se, että ne hyötyvät samanaikaisista edistysaskeleista monissa asioissa: arkkitehtuuri, yhteenliittäminen, tallennustekniikka, algoritmit jne. "innovaatio ei ole vain sirussa, vaan koko teknologiapinossa", hän sanoi.

vuodesta 2018 lähtien huang on toistanut näkemyksensä siitä, että mooren laki on saavuttanut loppunsa, viitaten usein käsitteeseen "kuollut" ja kertonut wiredille aiemmin tänä vuonna: "meidän on hylättävä se. mooren laki, jotta voimme ajatella uusia tapoja skaalata. .”

tässä on mielenkiintoinen asia, jota hän ylisti totesi myöhemmin, että marraskuusta 2012 toukokuuhun 2020 nvidia-sirujen suorituskyky tärkeällä tekoälyn laskenta-alalla kasvoi 317-kertaiseksi, ja keskimääräinen kasvu on yli kaksinkertainen joka vuosi.open ai sanoi, että klassisten tekoälyn kuvantunnistustestien perusteella suorituskyky kaksinkertaistuu noin puolentoista vuoden välein.

kaiken kaikkiaan huangin laki on nopeampi kuin mooren laki, joka kaksinkertaistui nvidia:n julkisuudessa huang renxun toisti näkemyksensä, että mooren laki on päättynyt. hän uskoo, että seuraavan 10 vuoden aikana modernit datakeskukset kiihdyttävät kehitystä ja tihenevät ja energiatehokkaampia. perinteinen viiden vuoden välein tapahtuva kaksinkertaistuminen on päättynyt, ja odotettavissa oleva 10 vuoden kaksinkertaistuminen on muuttunut yhä vaikeammaksi.

mooren laki on todellakin hidastunut, mutta voiko huangin laki sen korvata, on edelleen suuri kysymysmerkki.

itse asiassa suurin osa nvidian suorituskyvyn parannuksista liittyy läheisesti solmun muuntamiseen.nvidia on parantanut merkittävästi suorituskykyä kahdesti viime aikoina ilman solmusiirtoja - ensimmäinen oli kepleristä maxwelliin ja toinen voltasta turingiin.vaikka nvidia on hyvä puristamaan ylimääräistä suorituskykyä samasta solmusta, voit myös nähdä, kuinka tärkeitä uudet prosessisolmut ovat nvidian yleiselle suorituskyvylle.

itse asiassa niin sanottua huangin lakia ohjaa huomattavassa määrin mooren laki. ilman transistorin tiheyden parannuksia ei ole tehokkaampaa gpu:n suorituskykyä. jos mooren laki on vaikeuksissa – joko transistorin skaalauksen tai huonosti määriteltyjen suorituskyvyn parannuksien suhteen – niin on myös huangin laki, ja tekoälyn suorituskyvyn parannusten vauhti hidastuu solmukytkennän hyötyjen vähentyessä, ja tästä syystä huang renxun ja nvidia itse ovat harvoin maininneet omia lakejaan viimeisen kahden vuoden aikana.

lisäksi mooren laki ei edusta vain transistorin tiheyden jatkuvaa parantamista, vaan sen suurempi merkitys on saada tehokkaampia siruja halvemmalla.yksinkertaisesti sanottuna, jos ic:t, joilla on samat tekniset tiedot, valmistetaan saman alueen kiekoilla, prosessitekniikan kehittyessä ic-tulos voi kaksinkertaistua puolentoista vuoden välein, toisin sanoen puolentoista vuoden välein puolet kustannuksia voidaan alentaa 50 % ja keskimääräisiä vuosikustannuksia yli 30 %, mikä on yksi kuluttajaelektroniikkamarkkinoiden menestyksen jatkumisen avaimista.

entä nvidian huangin laki? voittoa tavoittelematon tutkimusorganisaatio epoch havaitsi, että gpu:n hinta/suorituskyky (mitattuna flops/$) kaksinkertaistui 2,5 vuoden välein vuosina 2006–2021, paljon hitaammin kuin huangin laki aiemmin ennusti.

käyttämällä 470 grafiikkaprosessointiyksikön (gpu) mallia, jotka julkaistiin vuosina 2006–2021, epoch havaitsi, että liukulukutoimintojen määrä sekunnissa dollaria kohden (jäljempänä flop/s per dollari) kaksinkertaistui noin 2,5 vuoden välein. parannusten on havaittu olevan hitaampia (flop/s per dollari kaksinkertaistuu 2,95 vuoden välein) huipputason gpu:issa milloin tahansa, kun taas parannusten on havaittu olevan nopeampia (flop/s per dollari per tuplaantuminen 2,07 vuodessa).

tästä näkökulmasta katsottunahuangin laki voi olla hyvä uutinen tekoälyteollisuudelle, mutta se on hyvin erilainen kuin mooren laki, joka on hyödyttänyt koko puolijohdeteollisuutta. nvidia ei ole perinyt mooren lain.

tsmc

sattumalta tsmc, joka valmistaa siruja nvidialle, on osoittanut suurta kiinnostusta mooren lain jatkamiseen.

jo vuonna 1998 tsmc:n puheenjohtaja zhang zhongmou sanoi kerran, että mooren laki on ollut erittäin tehokas viimeiset 30 vuotta ja sen pitäisi olla edelleen voimassa seuraavat 10-15 vuotta. hän sanoi, että puolijohdeteollisuudelle on ominaista, että "on ei ulospääsyä kaikkien vuorten ja jokien jälkeen", vaan yksi totuus, mutta se on "toinen kylä tummilla kukilla ja kirkkailla kukilla".

vuoden 2019 hot chips -konferenssissa tsmc:n tutkimusjohtaja philip wong korosti puheessaan, että mooren laki ei ole vain edelleen voimassa, vaan niin kauan kuin oikeita teknisiä keinoja käytetään, se on voimassa myös seuraavat 30 vuotta.

"se ei ole kuollut", hän kertoi osallistujille, "se ei hidastu, se ei ole edes sairas."

wongin mukaan ainoa tärkeä tekijä mooren lain ylläpitämisessä on tiheyden lisääminen. vaikka hän myönsi, että kellotaajuudet laskevat dennardin skaalauslain häviämisen myötä, transistorin tiheys johtaa parempaan suorituskykyyn ja energiatehokkuuteen.

wongin mukaan niin kauan kuin yritys pystyy toimittamaan enemmän transistoreita pienempiin tiloihin ja parantamaan energiatehokkuutta, sillä on merkitystä. lyhyellä aikavälillä tämä saavutetaan todennäköisesti perinteisellä tavalla parantamalla cmos-prosessitekniikkaa ja valmistamaan transistoreja pienemmillä hilapituuksilla.

ja pitkällä aikavälillä 2d-skaalauksen hidastuminen ei tarkoita tiheyden loppua. hän totesi, että jopa dennardin skaalauslain päättymisen jälkeen puolijohteiden valmistuksessa on ollut monia innovaatioita, jotka ovat pitäneet tiheyden nousussa, erityisesti jännittyneen piin ja high-k-metalliporttitekniikoiden käyttö, jota seurasi 3d-rakenteet finfeteillä.

wong korosti myös pakkauksen merkitystä mooren lain jatkamiselle lyhyellä aikavälillä 2,5d-pakkauksiin voidaan luottaa (itse asiassa sitä käytetään jo laajassa mittakaavassa), mutta pitkällä aikavälillä todelliseen 3d-pakkaukseen. teknologia johtaa jatkuviin parannuksiin lastutiheydessä.

philip wongissa tsmc on korostanut väitetään useammin kuin kerran: mooren laki on symboli valimona sen ei tarvitse noudattaa täysin tätä lakia, mutta tsmc on pyrkinyt tämän lain osoittamaan suuntaan.

techtechpotaton ian cutressin haastattelussa heinäkuussa 2024 tsmc:n prosessitekniikan johtaja tohtori kevin zhang sanoi, että niin kauan kuin yleinen edistyminen sujuu, hän ei välitä mooren laista.

"no, vastaukseni on yksinkertainen - en välitä", kevin zhang sanoi "niin kauan kuin voimme jatkaa teknologian laajentamista, en välitä siitä, onko mooren laki edelleen olemassa."

"(tarkkailijat) ovat määritelleet mooren lain kapeasti kaksiulotteisen skaalauksen perusteella, mutta näin ei enää ole", hän sanoi. "katsoimme alamme innovaatiohypeä, etsimme jatkuvasti erilaisia ​​​​tapoja tuoda lisää ominaisuuksia ja ominaisuuksia. on integroitu pienempiin muototekijöihin. jatkamme parempaa suorituskykyä ja korkeampaa energiatehokkuutta. tästä näkökulmasta katsoen uskon, että mooren laki tai teknologian skaalautuminen jatkuu.

kun kysyttiin tsmc:n menestyksestä prosessisolmujen inkrementaalisten parannusten kanssa, hän selvensi, että niiden edistyminen ei ole läheskään triviaalia. tsmc korosti, että valimon siirtyminen 5 nm:n tason prosessisolmuista 3 nm:n tason prosessisolmuihin on johtanut ppa-parannuksiin yli 30 % sukupolvea kohden, ja jatkaa pienempien, mutta jatkuvien parannusten tekemistä suurten solmujen välillä tulevaisuudessa, jotta asiakkaat voivat hyötyä jokaisesta uudesta. teknologian sukupolvi.

tsmc:llä ja nvidialla on kaksi täysin erilaista asennetta mooren lakiin. ensimmäinen yrittää parhaansa jatkaa sitä, kun taas jälkimmäinen kieltää sen jatkuvasti.joten kuka on oikea? katsotaanpa ensin, mitä mooren lain alkuperäinen keksijä sanoi.

intel

toisin kuin tsmc, joka on nousussa, intel on todellakin ollut laskussa viimeisen kahden vuoden aikana, mutta näyttää siltä, ​​että se ei ole koskaan luopunut yrittämästä jatkaa mooren lakia.

intelin toimitusjohtajana vuonna 2021 astuttuaan toimitusjohtaja gelsinger on korostanut, että mooren laki on "vielä terve" hän jopa sanoi, että intel voi ylittää mooren lain nopeuden ainakin vuoteen 2031 asti ja edistää "super mooren lakia" eli käyttämällä sitä. foveros odota 2,5d- ja 3d-sirun pakkaustekniikkaa transistorien määrän lisäämiseksi.

joulukuussa 2023 mit:ssä pitämässään puheessa kissingeriltä kysyttiin mooren lain mahdollisesta päättymisestä. hän sanoi: "emme ole enää mooren lain kulta-ajalla. se on nyt paljon vaikeampaa, joten se luultavasti kaksinkertaistuu joka kerta. nyt kolme vuotta, joten näemme varmasti hidastuvan."

kissinger korosti myös, että vaikka mooren laki näyttää hidastuvan, intel voi silti valmistaa siruja, joissa on 1 biljoona transistoria vuoteen 2030 mennessä. nykyään suurimmassa sirussa yhdessä paketissa on noin 100 miljardia transistoria.toimitusjohtaja sanoi, että neljä tekijää teki tämän mahdolliseksi: uudet ribbonfet-transistorit, powervia-virransyöttö, seuraavan sukupolven prosessisolmut ja 3d-sirujen pinoaminen. hän päätti vastauksensa sanomalla: "kaikille kriitikoille, jotka väittävät, että olemme kuolleet... kunnes jaksollinen järjestelmä on käytetty loppuun, emme ole vielä valmiita."

tämän vuoden computex taipeissa intelin puheenvuoron avasi artificial intelligence resurrectionin perustaja gordon moore, joka toisti yhden kuuluisimmista lainauksistaan: "kaikki, mitä on tehty, voidaan ylittää "tämä on intelin taisteluhuuto sen mikrosirun tavoittelussa ylivalta, ja se on myös yksi mooren lain symboleista.

puheessaan gelsinger muistutti intel 80286:n, 16-bittisen mikroprosessorin, joka sisältää 100 000 transistoria, vuonna 1981 käyttöönoton, ja korosti, että nykyaikaiset sirut pyrkivät mahduttamaan miljardia transistoria, joiden määrän odotetaan nousevan miljardiin vuoteen 2020 mennessä. .

"toisin kuin jen-hsun huang haluaa sinun uskovan, mooren laki on edelleen voimassa", gelsinger sanoi ja korosti, että johtavana pc-sirujen toimittajana intel tulee olemaan tärkeä rooli tekoälyn popularisoinnissa.

jos tsmc vain yrittää parhaansa toteuttaa mooren lakia, intel näyttää asettavan omaisuutensa ja elämänsä sen päälle.

vaikka intelin suorituskyky on viimeisten kahden vuosineljänneksen aikana ollut erittäin heikko ja jopa joitain siruja on luovutettu tsmc:lle valimoa varten, se ei ole silti luopunut alkuperäisestä näkemyksestään ja korosti jälleen kerran tekniikassa lukemattomia kertoja esiintynyt 18a-solmu. tiekartta.

tarkastellaanpa teknisiä yksityiskohtia, 18a on viidenneksi sijalla oleva tuotantoprosessi intelin etenemissuunnitelmassa nopeuttaakseen paluuta teknologiajohtajuuteen. intel 7 on jo ilmestynyt alder lake- ja raptor lake -suorittimiin, kun taas intel 4 saapui vasta viime vuoden lopulla meteor lake -sirujen myötä. hylätty 20a oli alun perin suunniteltu julkaistavaksi arrow lake -suoritinsarjan kanssa, kun taas 18a-solmu on. odotetaan vuonna 2025 virallisesti lanseerattu.

ymmärretään, että ensimmäinen erä 18a prosessiteknologiaa käyttäviä tuotteita on asiakastietokoneprosessorit, koodinimeltään panther lake ja clearwater forest -palvelinkeskuksen prosessorit. lisäksi intelin cpu koodinimeltään diamond rapids käyttää myös tätä solmua. ulkopuolisten asiakkaiden joukossa microsoft vahvisti suunnitelmansa käyttää sitä prosessoreissa, myös yhdysvaltain puolustusministeriö käyttää sitä siruissaan, ja intel odottaa saavansa kahdeksan 18a nauhalähtöä vuoden 2025 puoliväliin mennessä, mukaan lukien sisäiset ja ulkoiset tuotteet.

"löin vetoa, että koko yritys on 18a."

itse asiassa olemme jo nähneet hinnan, jonka intel maksoi 18a-solmusta: huonot neljännesvuosittaiset talousraportit, romahtavat osakekurssit, nvidiasta puhumattakaan, jopa yhdysvalloissa hammastahnaa valmistavalla yrityksellä colgatella on korkeampi markkina-arvo kuin intelillä. .

monien ihmisten silmissä intel on nyt nyrkkeilijä, jolla on mustelma nenä ja turvonneet silmät, ja 18a on sen viimeinen isku.

mutta onneksi alkuperäiset mooren lain vartijat haluavat edelleen jatkaa sen sijaan, että se kieltäisi sen.

kirjoittaa loppuun

kuka on mooren lain todellinen seuraaja? tähän kysymykseen ei ole mahdollista nähdä vastausta lyhyellä aikavälillä. meillä ei myöskään ole mahdollisuutta antaa heti vastausta siihen, kuka on oikea osapuoli nvidia:n, tsmc:n ja intelin joukossa.

mutta varmaa on, että vain vahvin usko voi nauraa. aivan kuten intel luopui päättäväisesti muistista ja omistautui mikroprosessoriradalle, ainoa asia, johon puolijohdeteollisuus voi uskoa, on todella kehittynyt tekniikka.