Video: Mierka mapy (Septembra 2024)
V poslednej dobe sa veľa hovorilo o spomaľovaní Mooreovho zákona ao problémoch, ktorým čelia tvorcovia čipov, keď sa snažia posunúť do čoraz menších rozmerov. Počítače sa určite nezrýchľujú rýchlosťou, akú kedysi boli, a výzvy, ktorým čelia výrobcovia čipov, neboli nikdy vyššie. Spoločnosť Intel však stále trvá na tom, že „Mooreov zákon je živý a dobre“, keď hovoríme o svojich plánoch na výrobu 10nm a 7nm. Aby som sa pokúsil prísť na to, čo sa deje, pozrel som sa na niekoľko rôznych mierok pokroku a dostal som rôzne odpovede.
Zatiaľ čo veľa ľudí spája Mooreov zákon s rýchlosťou, je to vlastne miera rýchlosti zvyšovania zložitosti minimálnej zložky, pričom viac či menej uvádza, že počet tranzistorov sa bude periodicky zdvojnásobovať. V počiatočnom dokumente z roku 1965 sa toto zdvojovanie vyskytovalo každý rok, hoci do roku 1975 Moore aktualizoval svoju projekciu na zdvojnásobenie každé dva roky, čo sa vo všeobecnosti stalo známkou, ktorú tvorcovia čipov odvtedy usilujú.
V deň investorov spoločnosti Intel minulý mesiac Bill Holt, výkonný viceprezident a generálny riaditeľ technologickej a výrobnej skupiny, opäť ukázal snímky, ktoré naznačujú, že počet „normalizovaných“ tranzistorov na oblasť sa naďalej znižuje tempom lepšie ako zdvojnásobenie, hoci poukazuje na to, že že výrobné náklady rástli ešte rýchlejšie, ako sa očakávalo. Výsledkom je, že náklady na tranzistor zostávajú na tempe.
Ale prvýkrát si pamätám, zdôraznil, že rôzne druhy tranzistorov v čipe vyžadujú rôzne množstvo oblasti na čipe, pričom pamäťové bunky SRAM sú asi trikrát hustejšie ako logické bunky. Toto tvrdenie použil na odvrátenie otázok o priemernej hustote tranzistorov v porovnaní s čipmi Apple A9 vyrobenými spoločnosťou Samsung alebo TSMC.
Aby sme sa lepšie priblížili, môj kolega John Morris a ja sme sa pozreli na štatistiky spoločnosti Intel publikované od roku 1999, od Pentium III (známeho ako Coppermine), ktorý bol vyrobený pri 180 nm, až po minuloročné Broadwell Core čipy, ktoré boli vyrobené ako prvé s 14nm technológiou.
Najprv sme sa pozreli na mierku rozstupu brány - minimálnu vzdialenosť medzi bránami, ktoré tvoria tranzistor. Tradičné škálovanie by naznačovalo, že to klesá o 70 percent na generáciu, aby sa dosiahlo celkové 50 percentné škálovanie. Pokiaľ ide o toto opatrenie, je zrejmé, že zatiaľ čo škálovanie pokračuje, nevidíme také zníženie, aké by sme očakávali.
Ale iné techniky, ktoré používajú tvorcovia čipov, to trochu menia. Keď sa pozrieme na pamäťové bunky SRAM, najhustejšiu a najzákladnejšiu časť čipu, môžeme vidieť, že donedávna nám to prinieslo 50 percentné zníženie na jednu generáciu procesu, hoci sa zdá byť skĺzavé.
V posledných rokoch Intel tiež zdôraznil celkové škálovanie logických oblastí, ktoré je produktom rozstupu brány a minimálneho rozstupu kovu, ktorý vedie signály okolo tohto čipu a spája ho s okolitým svetom. To má zmysel, pretože ak sa logické tranzistory zväčšia, ale prepojenia sa nezmenšia, celková veľkosť čipu a náklady sa neznížia. Napríklad proces 16FM FinFET v TSMC používa rovnaký kovový proces typu back-end ako jeho 20nm planárny čip, takže ponúka malý spôsob zmenšovania (hoci je rýchlejší a spotrebúva menej energie). Pokiaľ ide o škálovanie logických oblastí, zdá sa, že Intel je v posledných generáciách na cieľovej úrovni.
Existuje mnoho spôsobov, ako sa pozerať na trendy, a jedna vec, ktorá sa zdá byť jasná, je to, že v súčasnosti trvá dlhšie, kým sa dostaneme na ďalší uzol, ako to bolo v posledných 20 rokoch. Namiesto dvoch rokov medzi uzlami bude pre 14nm a nadchádzajúci 10nm uzol v skutočnosti bližšie k 2, 5 rokom, pričom v druhej polovici roku 2017 by mali byť čakané 10nm čipy.
Spoločnosť Intel poukazuje na to, že z dlhodobého hľadiska - od začiatku až po prvý mikroprocesor, 4004 - bol čas medzi novými generáciami čipovej technológie vždy trochu flexibilný.
Spoločnosť Intel používa túto snímku (čo spoločnosť Intel Fellow Mark Bohr mnohokrát preukázala) na označenie kadencie Mooreovho zákona, od prvého mikroprocesora Intel 4004, ktorý v roku 1971 použil 2 300 tranzistorov na 10 mikrónový proces až po dnešný 14nm proces. Pri pohľade na tento graf spoločnosť Intel uvádza, že priemerná kadencia bola novým uzlom každých 2, 3 roka. Z tohto pohľadu nie je 2, 5-ročné tempo pre 14 nm a 10 nm také významné. Pozerám sa na to a vidím zrýchlenie Mooreovho zákona z rokov 1995 až 2012, keď sa začali objavovať prvé produkty 22-metrového mosta Ivy Bridge. Teraz sa zdá, že kadencia opäť spomaľuje.
(Všimnite si, že Intel prestal dávať informácie o veľkosti matrice a tranzistorových informáciách s generáciou 14nm citujúcou konkurenčné problémy, takže posledné čísla, ktoré máme pre štvorjadrové jadro, pochádzajú z 22nm Haswell, ktorý mal 1, 4 miliardy tranzistorov pri 177 mm 2.)
Takže spomaľuje sa Mooreov zákon? Závisí to od toho, ako sa na to pozeráte. Je určite jasné, že v prípade niektorých opatrení sa tempo zdá spomalené a že výzvy, ktorým čelia výrobcovia čipov, sa s každou generáciou ťažšie. Dnes iba štyri spoločnosti - Intel, GlobalFoundries, Samsung a TSMC - tvrdia, že majú procesy 14 alebo 16nm. Vytvorenie nového čipu v jednom z týchto nových procesov je drahšie ako kedykoľvek predtým. Existuje však dostatočný dôvod a dostatočná motivácia na to, aby sme mohli očakávať, že okolo roku 2017 uvidíme 10nm čipy a že čipy budú nasledovať 7nm, 5nm a 3nm.
