berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

pada bulan april 1965, majalah "electronics" menerbitkan sebuah artikel oleh salah satu pendiri intel, gordon moore, yang menyatakan: jumlah transistor yang dapat ditampung pada sirkuit terintegrasi akan berlipat ganda kira-kira setiap dua tahun.

artikel dan ramalannya telah menjadi legenda, dan seperti kebanyakan legenda, artikel ini telah mengalami banyak perubahan dalam penceritaan dan penceritaan kembali. media memanfaatkan argumen artikel tersebut bahwa teknologi semikonduktor akan mengantarkan era baru integrasi elektronik dan menyaringnya menjadi sebuah moto yang telah diterapkan dalam berbagai bentuk selama bertahun-tahun. namun, apapun bentuknya, selalu diberi nama yang sama: hukum moore.

siapakah penjaga hukum moore yang paling setia? sepuluh tahun yang lalu, jawaban atas pertanyaan ini hampir unik. selain intel, yang didirikan bersama oleh gordon moore, siapa lagi yang dapat memikul tanggung jawab ini?

sejak didirikan pada tahun 1968, intel tidak lepas dari kata “shrink”. selama empat dekade pertama, hal tersebut merupakan pujian yang tinggi.setiap dua tahun sekali, pionir chip as ini memperkenalkan transistor baru yang berukuran setengah dari pendahulunya, sehingga memungkinkan lebih banyak chip untuk dikemas ke dalam wafer silikon yang hampir sama dan dijual secara menguntungkan dengan harga yang hampir sama. hal ini memberi intel posisi dominan di pasar chip memori, dan ketika "memori" menjadi komoditas pada tahun 1980-an, intel mendominasi pasar mikroprosesor yang mendukung revolusi pc.

namun saat ini, sepuluh tahun kemudian, jawabannya tidak lagi unik. semakin sedikit orang yang percaya pada hukum moore, dan intel tidak lagi menjadi pionir dalam industri chip. setelah dua laporan keuangan triwulanan berturut-turut yang membawa bencana, nilai pasar intel telah turun januari hingga lebih dari $210 miliar telah menyusut menjadi $84 miliar, bahkan lebih kecil dari nilai pabrik dan peralatannya. dapat dikatakan bahwa tidak pernah ada masa sesulit ini dalam sejarah puluhan tahun perusahaan ini.

muncul pertanyaan baru, siapa yang benar-benar dapat mewarisi hukum moore?

nvidia

nvidia sepertinya selalu tidak setuju dengan hukum moore yang diajukan oleh pendiri intel.

pada awal tahun 2010, bill dally, kepala ilmuwan nvidia dan wakil presiden senior penelitian, menekankan kematian hukum moore di sebuah kolom di forbes. dia mengatakan bahwa komputasi paralel adalah masa depan perkembangan industri semikonduktor di masa depan.

dia percaya bahwa penyusutan cpu yang diprediksi oleh hukum moore kini sudah tidak ada lagi, dan kinerja cpu tidak lagi berlipat ganda setiap 18 bulan. hal ini menimbulkan ancaman serius bagi banyak industri yang mengandalkan pertumbuhan bersejarah dalam kinerja komputasi:

badan-badan publik memerlukan lebih banyak daya komputasi untuk memprediksi kejadian cuaca berbahaya dan menganalisis perubahan iklim jangka panjang. perusahaan-perusahaan energi perlu mengevaluasi sejumlah besar data seismik dan geologi untuk menemukan cara-cara baru untuk mengekstraksi minyak dan gas dengan aman dari para peneliti farmasi. peningkatan daya komputasi diperlukan untuk merancang molekul obat yang berikatan dengan reseptor sel tertentu; ahli onkologi klinis memerlukan pencitraan medis yang lebih baik dan lebih cepat untuk mendiagnosis kanker dan mengidentifikasi perawatan secara visual untuk menilai jaringan yang rusak untuk memastikan operasi mereka berhasil;

dia mengatakan bahwa industri sangat membutuhkan munculnya komputer paralel. salah satu keunggulan mendasarnya adalah dapat secara efektif mengubah lebih banyak transistor menjadi kinerja yang lebih tinggi. menggandakan jumlah transistor dalam cpu serial hanya dapat menghasilkan peningkatan kinerja yang sangat terbatas - namun konsumsi energinya sangat tinggi.

terlebih lagi, komputer paralel seperti unit pemrosesan grafis, atau gpu, memungkinkan peningkatan kinerja komputasi yang berkelanjutan di lingkungan yang terbatas energi saat ini. setiap tiga tahun, nvidia dapat melipatgandakan jumlah transistor (dan inti). dengan menjalankan setiap inti sedikit lebih lambat, sehingga meningkatkan efisiensi, nvidia dapat meningkatkan kinerja lebih dari tiga kali lipat dengan total daya yang sama.

sederhananya, cpu yang diwakili oleh intel bukan lagi masa depan komputasi, dan gpu yang diwakili oleh nvidia adalah masa depan yang sebenarnya. pada saat itu, ini adalah sudut pandang yang sangat radikal dan menarik.

bertahun-tahun kemudian, pada konferensi teknologi gpu (gtc) 2018 di san jose, california, ceo nvidia jensen huang sekali lagi menyangkal hukum moore dengan caranya sendiri ketika ia memberikan pidato dia mengikuti hukumnya sendiri.

“sekarang ada undang-undang baru,” katanya, “hukum super percepatan.” undang-undang ini kemudian dijuluki “hukum huang”.

seberapa cepat kemajuan teknologi gpu?selama pidato utama huang, dia menunjukkan bahwa gpu nvidia saat ini 25 kali lebih cepat dibandingkan lima tahun lalu. jika kita mengikuti hukum moore, kecepatannya hanya akan meningkat 10 kali lipat.

dia kemudian menggunakan tolok ukur lain untuk menggambarkan peningkatan kinerja gpu: waktu untuk melatih alexnet. alexnet adalah jaringan saraf yang dilatih menggunakan 15 juta gambar. ia mengatakan bahwa lima tahun lalu, proses pelatihan ini memakan waktu enam hari dengan menggunakan dua kartu grafis nvidia gtx 580; namun dengan menggunakan perangkat keras terbaru perusahaan dgx-2, kini hanya membutuhkan waktu 18 menit - 500 kali lebih cepat.

huang renxun dengan jelas menunjukkan bahwa alasan mengapa gpu memerlukan hukumnya sendiri adalah karena mereka mendapat manfaat dari kemajuan simultan dalam banyak aspek: arsitektur, interkoneksi, teknologi penyimpanan, algoritma, dll. “inovasi tidak hanya terjadi pada chipnya,” katanya, “tetapi pada seluruh rangkaian teknologi.

sejak tahun 2018, huang telah menegaskan kembali pandangannya bahwa hukum moore telah mencapai akhir, sering kali menyebut konsep tersebut sebagai "mati", dan mengatakan kepada wired awal tahun ini: "kita harus meninggalkannya. hukum moore sehingga kita dapat memikirkan cara-cara baru untuk menskalakan .”

inilah hal yang menarik. hukum huang yang sangat dia puji ternyata tidak seindah yang dijelaskan. bahkan konsepnya relatif abstrak. huang renxun tidak mengusulkan undang-undang dengan nomor tertentu untuk diikuti kemudian menyatakan bahwa dari november 2012 hingga mei 2020, kinerja chip nvidia di bidang komputasi ai yang penting meningkat sebesar 317 kali lipat, dengan peningkatan rata-rata lebih dari dua kali lipat setiap tahun.open ai mengatakan bahwa berdasarkan tes pengenalan gambar kecerdasan buatan klasik, kinerjanya akan berlipat ganda kira-kira setiap satu setengah tahun.

secara keseluruhan, hukum huang lebih cepat daripada hukum moore, yang meningkat dua kali lipat dalam dua tahun, dalam publisitas nvidia. bahkan ketika membahas perkembangan pusat data di masa depan baru-baru ini, huang renxun menegaskan kembali pandangan bahwa hukum moore telah berakhir. ia yakin dalam 10 tahun ke depan, pusat data modern akan mempercepat pembangunan dan menjadi lebih padat serta hemat energi. angka penggandaan yang biasanya terjadi setiap lima tahun telah berakhir, dan perkiraan angka penggandaan setiap 10 tahun menjadi semakin sulit.

hukum moore memang mengalami perlambatan, namun apakah hukum huang dapat menggantikannya masih menjadi tanda tanya besar.

faktanya, sebagian besar peningkatan kinerja nvidia berkaitan erat dengan konversi node.nvidia telah meningkatkan kinerja secara signifikan dua kali baru-baru ini tanpa transisi node - yang pertama dari kepler ke maxwell, dan yang kedua dari volta ke turing.meskipun nvidia pandai memberikan kinerja ekstra dari node yang sama, anda juga dapat melihat betapa pentingnya node proses baru bagi kinerja nvidia secara keseluruhan.

faktanya, apa yang disebut hukum huang sebagian besar didorong oleh hukum moore. tanpa peningkatan kepadatan transistor, tidak akan ada kinerja gpu yang lebih bertenaga. jika hukum moore bermasalah—baik dalam hal penskalaan transistor atau dalam hal peningkatan kinerja yang tidak terdefinisi dengan baik—hukum huang juga akan mengalami hal yang sama, dan laju peningkatan kinerja ai akan melambat karena manfaat peralihan node menurun, dan inilah sebabnya huang renxun dan nvidia mereka sendiri jarang menyebutkan undang-undang mereka sendiri dalam dua tahun terakhir.

selain itu, hukum moore tidak hanya mewakili peningkatan kepadatan transistor secara terus-menerus, tetapi signifikansinya yang lebih besar adalah untuk mendapatkan chip yang lebih kuat dengan harga yang lebih rendah.sederhananya, jika ic dengan spesifikasi yang sama diproduksi pada wafer di area yang sama, dengan kemajuan teknologi proses, keluaran ic dapat berlipat ganda setiap satu setengah tahun. dikonversi menjadi biaya, yaitu setiap satu setengah tahun setengah biaya dapat dikurangi hingga 50%, dan biaya tahunan rata-rata dapat dikurangi lebih dari 30%, yang merupakan salah satu kunci bagi kelangsungan kemakmuran pasar elektronik konsumen.

lalu bagaimana dengan hukum huang nvidia? organisasi riset nirlaba epoch menemukan bahwa harga/kinerja gpu (diukur dalam flops/$) meningkat dua kali lipat setiap 2,5 tahun antara tahun 2006 dan 2021, jauh lebih lambat dibandingkan prediksi hukum huang sebelumnya.

dengan menggunakan kumpulan data 470 model unit pemrosesan grafis (gpu) yang dirilis dari tahun 2006 hingga 2021, epoch menemukan bahwa jumlah operasi floating-point per detik per dolar (selanjutnya disebut flop/s per dolar) meningkat dua kali lipat setiap sekitar 2,5 tahun. peningkatan ditemukan lebih lambat (flop/dtk per dolar meningkat dua kali lipat setiap 2,95 tahun) untuk gpu papan atas kapan saja, sedangkan peningkatan ditemukan lebih cepat (flop/dtk per dolar per penggandaan dalam 2,07 tahun).

dari perspektif ini,hukum huang mungkin merupakan kabar baik bagi industri ai, namun sangat berbeda dengan hukum moore yang telah menguntungkan seluruh industri semikonduktor. nvidia bukanlah perusahaan yang mewarisi hukum moore.

tsmc

secara kebetulan, tsmc yang memproduksi chip untuk nvidia telah menunjukkan minat yang besar untuk melanjutkan hukum moore.

pada awal tahun 1998, ketua tsmc zhang zhongmou pernah mengatakan bahwa hukum moore telah sangat efektif dalam 30 tahun terakhir dan masih harus diterapkan dalam 10 hingga 15 tahun ke depan. ia mengatakan bahwa karakteristik industri semikonduktor adalah "ada." tidak ada jalan keluar setelah semua gunung dan sungai", tapi satu kebenaran, tapi itu adalah "desa lain dengan bunga gelap dan bunga cerah".

pada konferensi hot chips 2019, wakil presiden riset tsmc philip wong dalam pidatonya menekankan bahwa hukum moore tidak hanya masih berlaku, tetapi selama cara teknis yang benar digunakan, maka hukum tersebut akan tetap berlaku dalam tiga puluh tahun ke depan.

“ia tidak mati,” katanya kepada hadirin, “tidak melambat, bahkan tidak sakit.”

menurut wong, satu-satunya faktor penting dalam mempertahankan hukum moore adalah peningkatan kepadatan. meskipun ia mengakui bahwa kecepatan clock akan stabil seiring dengan hilangnya hukum penskalaan dennard, kepadatan transistor akan menghasilkan kinerja dan efisiensi energi yang lebih baik.

menurut wong, selama perusahaan dapat terus menyediakan lebih banyak transistor di ruang yang lebih kecil dan meningkatkan efisiensi energi, itu yang terpenting. dalam jangka pendek, hal ini kemungkinan dapat dicapai dengan cara tradisional, dengan meningkatkan teknologi proses cmos untuk membuat transistor dengan panjang gerbang yang lebih kecil.

dan dalam jangka panjang, perlambatan dalam penskalaan 2d tidak berarti akhir dari kepadatan. dia mencatat bahwa bahkan setelah hukum penskalaan dennard berakhir, terdapat banyak inovasi dalam manufaktur semikonduktor yang menjaga kepadatan pada tren yang meningkat, khususnya, penggunaan teknologi silikon tegang dan gerbang logam k tinggi, diikuti dengan pengenalan teknologi gerbang logam k tinggi. struktur 3d dengan finfet.

wong juga menekankan pentingnya kemasan untuk kelanjutan hukum moore. dalam jangka pendek, kemasan 2.5d bisa diandalkan (sebenarnya sudah digunakan dalam skala besar), namun dalam jangka panjang, kemasan 3d yang sebenarnya. teknologi akan mengarah pada peningkatan berkelanjutan dalam kepadatan chip.

di philip wong, tsmc telah menekankan klaimnya lebih dari satu kali: hukum moore adalah sebuah simbol. sebagai perusahaan pengecoran, tsmc tidak harus sepenuhnya mengikuti undang-undang ini, namun tsmc telah menempuh arah yang ditunjukkan oleh undang-undang ini.

dalam wawancara dengan ian cutress dari techtechpotato pada juli 2024, dr. kevin zhang, kepala teknologi proses tsmc, mengatakan bahwa selama kemajuan secara keseluruhan berjalan lancar, dia tidak peduli dengan hukum moore.

“yah, jawaban saya sederhana – saya tidak peduli,” kata kevin zhang. “selama kita dapat terus mendorong teknologi untuk berkembang, saya tidak peduli jika hukum moore masih ada.”

“(pengamat) telah mendefinisikan hukum moore secara sempit berdasarkan penskalaan dua dimensi, namun hal tersebut tidak lagi terjadi,” katanya. “melihat sensasi inovasi di industri kami, kami sebenarnya terus menemukan cara berbeda untuk menghadirkan lebih banyak fitur dan kemampuan diintegrasikan ke dalam faktor bentuk yang lebih kecil. kami terus mencapai kinerja yang lebih tinggi dan efisiensi energi yang lebih tinggi. jadi dari perspektif tersebut, saya pikir hukum moore atau penskalaan teknologi akan terus berlanjut."

ketika ditanya tentang keberhasilan tsmc dengan peningkatan node proses bertahap, dia mengklarifikasi bahwa kemajuan mereka bukanlah hal yang sepele. tsmc menekankan bahwa transisi pengecoran dari node proses tingkat 5nm ke 3nm telah menghasilkan peningkatan ppa lebih dari 30% per generasi, dan akan terus melakukan perbaikan yang lebih kecil namun berkelanjutan antar node utama di masa depan untuk memungkinkan pelanggan mendapatkan manfaat dari setiap node baru. generasi teknologi.

tsmc dan nvidia memiliki dua sikap yang sangat berbeda terhadap hukum moore. yang pertama mencoba yang terbaik untuk melanjutkannya, sementara yang kedua terus-menerus menyangkalnya.jadi, siapa yang benar? pertama mari kita lihat apa yang dikatakan oleh penemu asli hukum moore.

intel

berbeda dengan tsmc yang sedang naik daun, intel memang sempat mengalami kemerosotan dalam dua tahun terakhir, namun nampaknya tidak pernah menyerah untuk mencoba melanjutkan hukum moore.

sejak menjabat sebagai ceo pada tahun 2021, ceo intel gelsinger menegaskan bahwa hukum moore "masih sehat". ia bahkan mengatakan bahwa intel dapat melampaui kecepatan hukum moore setidaknya hingga tahun 2031 dan mempromosikan "hukum super moore", yaitu dengan menggunakan penggunaan hukum moore. foveros tunggu teknologi pengemasan chip 2.5d dan 3d untuk menambah jumlah transistor.

pada bulan desember 2023, saat berpidato di mit, kissinger ditanya tentang kemungkinan berakhirnya hukum moore. dia berkata, "kita tidak lagi berada di zaman keemasan hukum moore. sekarang jauh lebih sulit, jadi kita mungkin akan melipatgandakannya setiap saat. tiga tahun sekarang, jadi kita pasti melihat perlambatan."

kissinger juga menekankan bahwa meskipun hukum moore tampaknya melambat, intel masih dapat memproduksi chip dengan 1 triliun transistor pada tahun 2030. saat ini, chip terbesar dalam satu paket memiliki sekitar 100 miliar transistor.ceo mengatakan empat faktor memungkinkan hal ini: transistor ribbonfet baru, penyaluran daya powervia, node proses generasi berikutnya, dan penumpukan chip 3d. ia menyimpulkan jawabannya dengan mengatakan: "untuk semua kritikus yang menyatakan kita sudah mati... sampai tabel periodik habis, kita belum selesai."

pada computex taipei tahun ini, pidato utama intel dibuka dengan gordon moore, salah satu pendiri artificial intelligence resurrection, mengulangi salah satu kutipannya yang paling terkenal: “apa pun yang telah dilakukan dapat dilampaui. ini adalah seruan perjuangan intel dalam mengejar microchip supremasi, dan itu juga merupakan salah satu simbol hukum moore.

dalam pidatonya, gelsinger mengenang pengenalan intel 80286 pada tahun 1981, mikroprosesor 16-bit yang berisi 100.000 transistor, dan menekankan bahwa chip modern berupaya mengakomodasi satu miliar transistor, jumlah yang diperkirakan akan mencapai 1 miliar pada tahun 2020. akan mencapai satu triliun .

“bertentangan dengan apa yang jen-hsun huang ingin anda yakini, hukum moore masih berlaku,” kata gelsinger, menekankan bahwa sebagai penyedia chip pc terkemuka, intel akan memainkan peran penting dalam mempopulerkan ai.

jika tsmc hanya mencoba yang terbaik untuk menerapkan hukum moore, intel tampaknya mempertaruhkan kekayaan dan nyawanya sendiri untuk menerapkannya.

meskipun kinerja intel dalam dua kuartal terakhir sangat buruk, dan bahkan beberapa chip telah diserahkan ke tsmc untuk pengecoran, intel masih belum melepaskan visi aslinya dan sekali lagi menekankan node 18a yang telah muncul berkali-kali dalam teknologi tersebut. peta jalan.

mari kita tinjau detail teknisnya, 18a adalah proses produksi peringkat kelima dalam peta jalan intel untuk mempercepat kembalinya ke kepemimpinan teknologi. intel 7 telah muncul di cpu alder lake dan raptor lake, sedangkan intel 4 baru hadir akhir tahun lalu dengan munculnya chip meteor lake. 20a yang ditinggalkan pada awalnya direncanakan akan diluncurkan dengan seri cpu arrow lake, sedangkan node 18a diharapkan pada tahun 2025 resmi diluncurkan.

dapat dipahami bahwa produk batch pertama yang menggunakan teknologi proses 18a adalah prosesor pc klien dengan nama kode prosesor pusat data panther lake dan clearwater forest. selain itu, cpu intel dengan kode nama diamond rapids juga akan menggunakan node ini. di antara pelanggan eksternal, microsoft mengonfirmasi rencana untuk menggunakannya untuk prosesor, departemen pertahanan as juga akan menggunakannya dalam chipnya, dan intel memperkirakan akan memiliki delapan tapeout 18a pada pertengahan tahun 2025, termasuk produk internal dan eksternal.

“saya bertaruh seluruh perusahaan pada 18a.” gelsinger mengatakan bahwa semuanya bergantung pada proses 18a intel, yang merupakan pertaruhan terbesar perusahaan, karena hal ini juga memberikan tekanan besar pada keuangan intel.

faktanya, kita telah melihat harga yang dibayar intel untuk node 18a: laporan keuangan triwulanan yang buruk, anjloknya harga saham, belum lagi nvidia, bahkan colgate, perusahaan yang memproduksi pasta gigi di amerika serikat, memiliki nilai pasar yang lebih tinggi daripada intel. .

di mata banyak orang, intel kini menjadi petinju dengan hidung memar dan mata bengkak, dan 18a adalah pukulan terakhir yang dilontarkannya.

namun syukurlah, para penjaga asli hukum moore masih ingin melanjutkan daripada menyangkalnya.

tulis di akhir

siapa penerus hukum moore yang sebenarnya? tidak ada kemungkinan untuk melihat jawaban atas pertanyaan ini dalam jangka pendek. kami juga tidak memiliki cara untuk memberikan jawaban segera mengenai siapa pihak yang tepat di antara nvidia, tsmc dan intel.

namun yang pasti adalah hanya orang yang memiliki keyakinan paling kuat yang dapat tertawa terakhir. sama seperti intel yang dengan tegas menyerahkan memorinya dan mengabdikan dirinya pada jalur mikroprosesor, satu-satunya hal yang dapat diyakini oleh industri semikonduktor adalah teknologi yang benar-benar canggih.