новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

в апреле 1965 года журнал «электроника» опубликовал статью соучредителя intel гордона мура, в которой указывалось: «количество транзисторов, которые можно разместить на интегральной схеме, будет удваиваться примерно каждые два года».

статья и ее предсказания с тех пор стали легендарными, и, как и большинство легенд, она претерпела множество изменений в повествованиях и пересказах. средства массовой информации ухватились за аргумент статьи о том, что полупроводниковые технологии откроют новую эру интеграции электроники, и превратили его в девиз, который с годами принимал множество форм. однако какую бы форму он ни принимал, ему всегда дают одно и то же имя: закон мура.

кто самый преданный хранитель закона мура? десять лет назад ответ на этот вопрос был почти уникальным. кто еще мог взять на себя эту ответственность, кроме intel, соучредителем которой является гордон мур?

с момента своего основания в 1968 году компания intel была неотделима от слова «сжиматься». для первых четырех десятилетий это была высокая похвала.примерно каждые два года американский пионер микросхем представляет новые транзисторы, которые вдвое меньше своих предшественников, что позволяет упаковывать больше чипов практически на одну и ту же кремниевую пластину и выгодно продавать почти по той же цене. это дало intel доминирующее положение на рынке чипов памяти, а когда в 1980-х годах «память» стала товаром, она доминировала на рынке микропроцессоров, которые привели к революции в пк.

но сегодня, десять лет спустя, ответ уже не является однозначным. верящих в закон мура становится все меньше и меньше, и intel больше не является пионером в индустрии микросхем. после двух последовательных катастрофических квартальных финансовых отчетов рыночная стоимость intel упала с нуля. январь с более чем 210 миллиардов долларов сократился до 84 миллиардов долларов, что даже меньше, чем стоимость ее заводов и оборудования. можно сказать, что никогда не было такого тяжелого времени в многолетней истории этой компании.

возникает новый вопрос: кто действительно может унаследовать закон мура?

nvidia

nvidia, похоже, всегда была несогласна с законом мура, предложенным основателем intel.

еще в 2010 году билл далли, главный научный сотрудник и старший вице-президент по исследованиям nvidia, подчеркнул смерть закона мура в колонке в forbes. он сказал, что параллельные вычисления — это будущее полупроводниковой промышленности.

он считает, что сокращение цп, предсказанное законом мура, теперь прекратило свое существование, и производительность цп больше не удваивается каждые 18 месяцев. это представляет серьезную угрозу для многих отраслей, которые полагаются на исторический рост производительности компьютеров:

государственным учреждениям необходимо больше вычислительных мощностей для прогнозирования опасных погодных явлений и анализа долгосрочных изменений климата; энергетическим компаниям необходимо оценивать огромные объемы сейсмических и геологических данных, чтобы найти новые способы безопасной добычи нефти и газа из существующих запасов фармацевтических исследователей; необходим для разработки молекул лекарств, которые связываются с конкретными клеточными рецепторами; клиническим онкологам нужна более качественная и быстрая медицинская визуализация для диагностики рака и определения методов лечения; кардиохирурги хотят визуально оценивать поврежденные ткани в режиме реального времени, чтобы убедиться, что их операция работает;

он сказал, что отрасль срочно нуждается в появлении параллельных компьютеров. одним из ее основных преимуществ является то, что они могут эффективно конвертировать больше транзисторов в более высокую производительность. удвоение количества процессоров может заставить многие программы работать вдвое быстрее, чем в этой ситуации. удвоение количества транзисторов в последовательном процессоре может привести лишь к очень ограниченному улучшению производительности, но потребление энергии очень велико.

более того, параллельные компьютеры, такие как графические процессоры или графические процессоры, позволяют постоянно наращивать производительность вычислений в современных средах с ограниченным энергопотреблением. каждые три года nvidia может увеличивать количество транзисторов (и ядер) в четыре раза. немного снизив скорость работы каждого ядра и тем самым повысив эффективность, nvidia может более чем утроить производительность при той же общей мощности.

проще говоря, процессоры в лице intel больше не являются будущим вычислений, а графические процессоры в лице nvidia — это настоящее будущее. в то время это была очень радикальная и интересная точка зрения.

много лет спустя, на конференции по технологиям графических процессоров (gtc) 2018 года в сан-хосе, штат калифорния, генеральный директор nvidia дженсен хуанг в очередной раз по-своему опроверг закон мура, выступая с речью. он неоднократно подчеркивал, что из-за чрезвычайного развития технологий, гпу он следует своему закону.

«теперь существует новый закон, — сказал он, — закон сверхускорения. этот закон впоследствии получил название «закон хуана».

насколько быстро развиваются технологии графических процессоров?во время основного выступления хуанг отметил, что графические процессоры nvidia сегодня в 25 раз быстрее, чем пять лет назад. если следовать закону мура, их скорость увеличится только в 10 раз.

затем он использовал еще один тест, чтобы проиллюстрировать улучшение производительности графического процессора: время на обучение alexnet. alexnet — нейронная сеть, обученная на 15 миллионах изображений. он сказал, что пять лет назад этот процесс обучения занимал шесть дней с использованием двух видеокарт nvidia gtx 580, но с использованием новейшего оборудования компании dgx-2 теперь он занимает всего 18 минут — в 500 раз быстрее;

хуан жэньсюнь ясно указал, что причина, по которой графическим процессорам нужен собственный закон, заключается в том, что они извлекают выгоду из одновременного прогресса во многих аспектах: архитектура, межсоединение, технология хранения, алгоритмы и т. д. «инновации касаются не только чипа, — сказал он, — но и всего технологического стека.

с 2018 года хуанг повторяет свое мнение о том, что закон мура подошел к своему концу, часто называя эту концепцию «мертвой», сообщив wired ранее в этом году: «мы должны отказаться от него. закон мура, чтобы мы могли подумать о новых способах масштабирования. ».

вот что интересно: закон хуана, который он высоко оценил, был не так прекрасен, как его описывали. хуан ренсюнь не предложил закона с конкретными цифрами, которым должен следовать главный научный сотрудник и старший вице-президент по исследованиям nvidia билл далли. позже заявил, что с ноября 2012 года по май 2020 года производительность чипов nvidia в важной области ии-вычислений увеличилась в 317 раз, причём средний рост увеличивался более чем вдвое каждый год.в open ai заявили, что на основе классических тестов распознавания изображений искусственного интеллекта производительность будет удваиваться примерно каждые полтора года.

в целом, закон хуана быстрее, чем закон мура, который за два года увеличился вдвое. даже во время недавнего обсуждения будущего развития центров обработки данных хуан ренсюнь подтвердил мнение, что закон мура закончился. он считает, что в ближайшие 10 лет современные дата-центры ускорят развитие и станут более плотными и энергоэффективными. традиционная скорость удвоения каждые пять лет закончилась, и ожидаемая скорость удвоения каждые 10 лет становится все более трудной.

закон мура действительно замедлился, но сможет ли закон хуанга заменить его, все еще остается под большим вопросом.

фактически, большинство улучшений производительности nvidia тесно связаны с преобразованием узлов.недавно nvidia дважды значительно улучшила производительность без перехода узлов — первый раз с кеплера на максвелла, а второй с вольты на тьюринга.хотя nvidia хорошо умеет выжимать дополнительную производительность из одного и того же узла, вы также можете видеть, насколько важны новые узлы процессов для общей производительности nvidia.

фактически, так называемый закон хуанга в значительной степени обусловлен законом мура. без улучшения плотности транзисторов не будет более высокой производительности графического процессора. если с законом мура возникают проблемы — либо с точки зрения масштабирования транзисторов, либо с точки зрения плохо определенного улучшения производительности, — то же самое произойдет и с законом хуана, и темпы улучшения производительности ии замедлятся по мере снижения преимуществ переключения узлов, и именно поэтому хуан ренсюнь и nvidia сами за последние два года редко упоминали свои законы.

кроме того, закон мура не только представляет собой постоянное улучшение плотности транзисторов, но и имеет большее значение для получения более мощных микросхем по более низкой цене.проще говоря, если микросхемы с одинаковыми характеристиками производятся на пластинах одной и той же площади, то с развитием техпроцесса выпуск микросхем может удваиваться каждые полтора года в пересчете на стоимость, то есть каждые полтора года. лет половина стоимости может быть снижена на 50%, а среднегодовая стоимость может быть снижена более чем на 30%, что является одним из ключей к дальнейшему процветанию рынка бытовой электроники.

а как насчет закона хуанга от nvidia? некоммерческая исследовательская организация epoch обнаружила, что цена/производительность графического процессора (измеренная в flops/$) удваивалась каждые 2,5 года в период с 2006 по 2021 год, что намного медленнее, чем ранее предсказывал закон хуанга.

используя набор данных из 470 моделей графических процессоров (gpu), выпущенных с 2006 по 2021 год, компания epoch обнаружила, что операции с плавающей запятой на доллар в секунду (далее называемые flop/s на доллар) удваиваются примерно каждые 2,5 года. установлено, что улучшения происходят медленнее (флопс/с на доллар удваивается каждые 2,95 года) для графических процессоров высшего уровня в любой момент времени, тогда как улучшения оказываются быстрее (флопс/с на доллар за 2,07 года).

с этой точки зрения,закон хуанга может быть хорошей новостью для индустрии искусственного интеллекта, но он сильно отличается от закона мура, который принес пользу всей полупроводниковой промышленности. nvidia — не та компания, которая унаследовала закон мура.

тсмк

по совпадению, компания tsmc, производящая чипы для nvidia, проявила большой интерес к продолжению действия закона мура.

еще в 1998 году председатель tsmc чжан чжунмоу однажды сказал, что закон мура был очень эффективен в течение последних 30 лет и должен быть применим в ближайшие 10–15 лет. он сказал, что особенностью полупроводниковой промышленности является то, что «существует». выхода нет после всех гор и рек», но правда одна, но это «еще одна деревня с темными цветами и яркими цветами».

на конференции hot chips 2019 года вице-президент tsmc по исследованиям филип вонг в своем выступлении подчеркнул, что закон мура не только все еще действует, но, если используются правильные технические средства, он будет действовать в течение следующих тридцати лет.

«он не умер, — сказал он присутствующим, — он не замедляется, он даже не болен».

по мнению вонга, единственным важным фактором соблюдения закона мура является увеличение плотности. хотя он признал, что с отменой закона масштабирования деннарда тактовые частоты стабилизируются, плотность транзисторов приведет к повышению производительности и энергоэффективности.

по словам вонга, пока компания может продолжать поставлять больше транзисторов в меньших помещениях и повышать энергоэффективность, это все, что имеет значение. в краткосрочной перспективе этого, вероятно, можно будет достичь традиционным способом, путем совершенствования технологии кмоп-процессов для изготовления транзисторов с меньшей длиной затвора.

и в долгосрочной перспективе замедление масштабирования 2d не означает конец плотности. он отметил, что даже после отмены закона масштабирования деннарда в производстве полупроводников появилось множество инноваций, которые сохранили тенденцию к росту плотности, в частности, использование технологий напряженного кремния и металлических затворов с высоким коэффициентом k, за которым последовало внедрение 3d-структуры с finfet.

вонг также подчеркнул важность упаковки для продолжения действия закона мура. в краткосрочной перспективе на 2,5d-упаковку можно положиться (на самом деле она уже используется в больших масштабах), но в долгосрочной перспективе — на настоящую 3d-упаковку. технология приведет к дальнейшему улучшению плотности чипов.

в компании philip wong компания tsmc не раз подчеркивала свое утверждение: закон мура является символом. как литейное предприятие, оно не обязано полностью следовать этому закону, но tsmc следует направлению, указанному этим законом.

в интервью яну катрессу из techtechpotato в июле 2024 года доктор кевин чжан, руководитель отдела технологических процессов tsmc, сказал, что, пока общий прогресс идет гладко, его не волнует закон мура.

«что ж, мой ответ прост: меня это не волнует», — сказал кевин чжан. «пока мы можем продолжать развивать технологию, меня не волнует, существует ли закон мура».

«(наблюдатели) определили закон мура узко, основываясь на двумерном масштабировании, но это уже не так», — сказал он. «глядя на ажиотаж вокруг инноваций в нашей отрасли, мы фактически продолжаем находить различные способы внедрения большего количества функций и возможностей. интегрированы в меньшие форм-факторы. мы продолжаем добиваться более высокой производительности и более высокой энергоэффективности. поэтому я думаю, что с этой точки зрения закон мура или масштабирование технологий будут продолжать действовать».

когда его спросили об успехах tsmc в поэтапном усовершенствовании узлов процессов, он пояснил, что их прогресс далеко не тривиален. tsmc подчеркнула, что переход литейного завода с технологических узлов уровня 5 на 3 нм привел к улучшению ppa более чем на 30% за поколение, и в будущем продолжит вносить небольшие, но постоянные улучшения между основными узлами, чтобы клиенты могли получать выгоду от каждого нового поколение технологий.

у tsmc и nvidia совершенно разное отношение к закону мура. первая изо всех сил старается его продолжить, а вторая постоянно его отрицает.итак, кто прав? давайте сначала посмотрим, что сказал первоначальный изобретатель закона мура.

интел

в отличие от tsmc, которая находится на подъеме, intel действительно переживает спад в последние два года, но, похоже, она никогда не отказывалась от попыток продолжить действие закона мура.

с момента вступления в должность генерального директора в 2021 году генеральный директор intel гелсингер подчеркивал, что закон мура «по-прежнему работоспособен». он даже сказал, что intel может превзойти скорость закона мура как минимум до 2031 года и продвигать «закон супер мура», то есть используя его. foveros подождите, пока технология упаковки чипов 2.5d и 3d увеличит количество транзисторов.

в декабре 2023 года во время выступления в массачусетском технологическом институте киссинджера спросили о возможном конце закона мура. он сказал: «мы больше не живем в золотом веке закона мура. сейчас это намного сложнее, поэтому мы, вероятно, удваиваемся каждый раз. прошло три года, так что мы определенно наблюдаем замедление».

киссинджер также подчеркнул, что, хотя действие закона мура, похоже, замедляется, к 2030 году intel все равно сможет производить чипы с 1 триллионом транзисторов. сегодня самый большой чип в одном корпусе содержит около 100 миллиардов транзисторов.по словам генерального директора, это стало возможным благодаря четырем факторам: новым транзисторам ribbonfet, системе подачи питания powervia, технологическим узлам нового поколения и трехмерному стекированию микросхем. свой ответ он завершил словами: «для всех критиков, утверждающих, что мы мертвы… пока таблица менделеева не исчерпана, мы еще не закончили».

на выставке computex в тайбэе в этом году основной доклад intel открыл гордон мур, соучредитель компании artificial intelligence resurrection, повторив одну из своих самых известных цитат: «все, что было сделано, может быть превзойдено». это боевой клич intel в ее стремлении к созданию микрочипов. превосходство, а также это один из символов закона мура.

во время выступления гелсингер вспомнил о выпуске в 1981 году intel 80286, 16-битного микропроцессора, содержащего 100 000 транзисторов, и подчеркнул, что современные чипы стремятся вместить миллиард транзисторов, а к 2020 году это число, как ожидается, достигнет 1 миллиарда и достигнет одного триллиона. .

«вопреки тому, во что вас хотел бы убедить джен-сун хуанг, закон мура по-прежнему действует», — сказал гелсингер, подчеркнув, что как ведущий поставщик чипов для пк intel будет играть важную роль в популяризации искусственного интеллекта.

если tsmc изо всех сил старается реализовать закон мура, то intel, похоже, ставит на это свое состояние и жизнь.

хотя производительность intel в последние два квартала была очень плохой, и даже некоторые чипы были переданы tsmc для литейного производства, она все еще не отказалась от своего первоначального видения и в очередной раз сделала упор на узел 18а, который появлялся в технологии бесчисленное количество раз. дорожная карта.

давайте рассмотрим технические детали: 18a занимает пятое место в дорожной карте intel, призванной ускорить возвращение к технологическому лидерству. intel 7 уже появился в процессорах alder lake и raptor lake, а intel 4 появился только в конце прошлого года с появлением чипов meteor lake. изначально планировалось, что заброшенный 20a будет запущен вместе с серией процессоров arrow lake, а узел 18a — пока. ожидается в 2025 г. официально запущен.

предполагается, что первой партией продуктов, использующих техпроцесс 18а, будут процессоры клиентских пк под кодовыми названиями panther lake и процессоры центров обработки данных clearwater forest. кроме того, этот узел будет использоваться процессором intel под кодовым названием diamond rapids. среди внешних клиентов microsoft подтвердила планы использовать его для процессоров, министерство обороны сша также будет использовать его в своих чипах, а intel ожидает к середине 2025 года иметь восемь ленточных выводов 18a, включая внутренние и внешние продукты.

«я ставлю всю компанию на 18a», — сказал гелсингер, что все зависит от процесса intel 18a, который является самой крупной ставкой компании за всю историю, поскольку он также оказывает огромное давление на финансы intel.

фактически, мы уже видели цену, которую intel заплатила за узел 18а: плохие квартальные финансовые отчеты, резкое падение цен на акции, не говоря уже о nvidia, даже colgate, компания, производящая зубную пасту в сша, имеет более высокую рыночную стоимость, чем intel. .

в глазах многих людей intel теперь является боксером с синяками на носу и глазах, а 18а — последний удар, который она наносит.

но, к счастью, первоначальные защитники закона мура по-прежнему хотят продолжать его, а не отрицать.

напиши в конце

кто является истинным преемником закона мура? нет возможности увидеть ответ на этот вопрос в краткосрочной перспективе. у нас также нет возможности сразу ответить на вопрос, кто является правой стороной среди nvidia, tsmc и intel.

но что можно сказать наверняка, так это то, что только самая сильная вера может смеяться последним. точно так же, как intel решительно отказалась от памяти и посвятила себя микропроцессорам, единственное, во что может верить полупроводниковая промышленность, — это действительно передовые технологии.