Была ли скорость процессора уже нарушена законом Мура?

Я помню около 1995 года, имея компьютер с частотой процессора 75 МГц.

Затем через пару лет в 1997 году было 211 МГц.

Затем несколько лет спустя около 2000 года было такое, что было примерно 1,8 ГГц, а в 2003 году было около 3 ГГц.

Сейчас почти 8 лет спустя они все еще достигают максимума на 3 ГГц. Это из-за закона Мура?

Во-первых, помните, что Закон Мура – это не закон, это просто наблюдение. И это не связано со скоростью, а не в любом случае.

Первоначально это было просто наблюдение, что плотность компонентов почти удваивается вокруг каждого [периода времени], вот и все, ничего общего со скоростью.
Как побочный эффект, он эффективно делал вещи и быстрее (больше вещей на одном чипе, расстояния ближе) и дешевле (требуется меньше чипов, больше чипов на кремниевую пластину).

Хотя есть ограничения. Поскольку дизайн микросхем следует закону Мура, а компоненты становятся меньше, появляются новые эффекты. По мере того, как компоненты становятся меньше, они получают большую площадь поверхности относительно их размера, а ток течет, поэтому он заставляет вас потреблять больше электроэнергии в чипе. В конце концов вы теряете достаточное количество сока, чтобы вы делали чип горячим и ненужным больше, чем можете использовать.

Хотя я не уверен, это, вероятно, текущий предел скорости, что компоненты настолько малы, что сложнее сделать электронно стабильным. Для этого есть новые материалы, но пока не появится какой-то дико новый материал (бриллианты, графен), мы приблизимся к необработанным пределам скорости МГц.

Тем не менее, CPU MHz не является компьютерной скоростью, так же как лошадиная сила – это не скорость для автомобиля. Есть много способов сделать вещи быстрее без более быстрого максимального номера в МГц.

ПОСЛЕДНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

Закон Мура всегда ссылался на процесс, что вы можете удвоить плотность на фишках в некоторых регулярных повторяющихся таймфреймах. Теперь кажется, что процесс sub-20nm может застопориться. Новая память отправляется в том же процессе, что и в старой памяти . Да, это единственная точка, но это может быть предвестником будущего.

ДРУГОЙ ПОСЛЕДНИЙ РЕДАКТИРОВАТЬ Статья Ars Technica, но не объявляет ее мертвой . Было весело с тобой в течение 50 лет.

Закон Мура описывает долгосрочную тенденцию в истории вычислительного оборудования. Количество транзисторов, которые могут быть недорого размещены на интегральной схеме, удваивается примерно раз в два года. Речь идет не о тактовой частоте.

Кроме того, тактовая частота процессора не является надежным индикатором его вычислительной мощности .

Чем быстрее тактовая частота, тем больше падает напряжение, чтобы сделать когерентный сигнал. Чем больше напряжение должно увеличиваться, тем больше мощности требуется. Чем больше энергии требуется, тем больше тепла будет выделяться ваш чип. Это ускоряет работу микросхем и замедляет их.

В определенный момент просто не стоит больше увеличивать тактовую частоту, так как повышенная температура будет больше, чем было бы добавить еще одно ядро. Вот почему увеличивается количество ядер.

Добавляя больше сердечников, тепло растет линейно. Т.е. существует постоянное соотношение между тактовой частотой и потреблением мощности. С помощью создания ядер быстрее существует квадратичная связь между часами и часами. Когда два отношения равны, его время, чтобы получить другое ядро.

Это не зависит от закона Мура, но поскольку вопрос касается количества тактовых циклов, а не числа транзисторов, это объяснение кажется более подходящим. Следует отметить, что закон Мура действительно ограничивает его собственный.

EDIT: больше транзисторов означает, что больше работы выполняется за такт. Это очень важная метрика, которую иногда упускают из виду (возможно, CPU 2Ghz превосходит CPU 3Ghz), и сегодня это важная область инноваций. Таким образом, несмотря на то, что тактовые частоты были стабильными, процессоры стали быстрее в том смысле, что они могут делать больше работы в единицу времени.

EDIT 2: Вот интересная ссылка, которая содержит дополнительную информацию по смежным темам. Вы можете найти это полезным.

РЕДАКТИРОВАНИЕ 3: Не связано с количеством общих тактовых циклов (количество ядер * тактовых циклов на ядро) – проблема параллельности. Если программа не может распараллелить свои инструкции, тот факт, что у вас больше ядер, ничего не значит. Он может использовать только один за раз. Раньше это была гораздо большая проблема, чем сегодня. Большинство языков сегодня поддерживают параллелизм гораздо больше, чем раньше, и есть некоторые языки (в основном функциональные языки программирования), которые сделали его основной частью языка (см. Примеры Erlang , Ada и Go в качестве примеров).

Закон Мура предсказал, что количество транзисторов удваивается каждые 18 месяцев. В прошлом это означало, что тактовые частоты могут удваиваться. Как только мы получили около 3 ГГц, производители аппаратных средств поняли, что они сталкиваются с ограничениями скорости света.

Помните, как скорость света составляет 299 792 458 метров в секунду? Это означает, что на 3-х машинном аппарате свет будет перемещаться примерно на треть метра за каждый такт. Это свет, проходящий сквозь воздух. Учтите, что электричество работает медленнее, и что ворота и транзисторы еще медленнее, и вы не можете сделать этого за это время. В результате тактовые частоты фактически немного снизились, и вместо этого аппаратные средства переместились в несколько ядер.

Херб Саттер говорил об этом в своей статье 2005 года «Свободный обед»:

http://www.gotw.ca/publications/concurrency-ddj.htm

Микросхемы на основе кремния имеют общий тактовый предел 5 ГГц или около того, прежде чем они буквально начнут плавить. Были исследования использования арсенида галлия (GaAs), что позволило бы чипам иметь более высокие тактовые частоты, например, на сотнях ГГц, но я не уверен, как далеко это получилось.

Но закон Мура связан с транзисторами на чипе, а не с производительностью или тактовой частотой. И в этом отношении, я думаю, вы могли бы сказать, что мы по-прежнему не отстаем от закона Мура, разветвляясь на несколько процессорных ядер, все еще находящихся на одном чипе.

Согласно статье Википедии о законе Мура , ожидается, что она будет продолжаться до 2015 года.

Если вы хотите узнать другой способ, в котором у нас могут быть более быстрые процессоры с одинаковой тактовой частотой, это также связано с количеством инструкций, которые могут выполняться за тактовый импульс. За эти годы это число неуклонно возрастало.

Сроки выполнения инструкций в секунду – это хорошая диаграмма количества инструкций за такт.

Я не эксперт по ЭЭ или физике, но я покупал компьютеры примерно раз в три-четыре года с 1981 года (в 81 году я купил свой первый, Sinclair ZX81 и три года спустя Commadore 64, игрушки действительно, а затем моя первая IBM Клон в 1987 году), поэтому у меня есть 30 лет «полевых данных» по этому вопросу.

Даже с использованием моего первого клона IBM в 1987 году в качестве отправной точки (который имел 640 тыс. Оперативной памяти и 32 МБ жесткого диска), умножая все на два каждые 18 месяцев, я получаю сегодня 10 ГБ оперативной памяти и 1 ТБ жесткого диска. DAMN CLOSE !!!! Просто немного RAM и немного меньше HD, чем то, что сидит на моем столе сегодня.

Учитывая, что этот «закон» был явно рассчитан на общее ожидание экспоненциального роста компьютерной власти в будущем, я был откровенно шокирован тем, насколько он точным был в течение трех десятилетий. Если бы только «гражданские космические путешествия», «личные роботы» и «зависающие автомобили» видели аналогичный экспоненциальный рост. Жалость.

Но с точки зрения СТРОГО пользователя, закон Мура, похоже, быстро держится НА СЕЙЧАС.


Модератор конденсирует несколько ответов:

Хотя закон Мура явно касается количества транзисторов в микрочипе, это всего лишь ОДИН ОДИН показатель в гораздо более значительном мире технологий, продвигающихся по экспоненциальной скорости.

Чтобы повесить трубку на тактовую частоту, не хватает места. Нужно только взглянуть на тесты производительности PassMark CPU: http://www.cpubenchmark.net/high_end_cpus.html , чтобы увидеть, что компьютеры становятся все более мощными КАЖДЫЙ ДЕНЬ.

Количество транзисторов на чипе – это просто один из компонентов в повышении сегодняшней мощности компьютера.

Хотя я не Мур и не знаю его, я предполагаю, что в более широком смысле его закон был попыткой предсказать экспоненциальное увеличение вычислительной мощности. Он выбирает «количество транзисторов на чипе» как БЕТОН и самый важный, КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ критерий в отличие от гораздо более «двусмысленного и трудно доказываемого» утверждения о том, что «мощность компьютера удваивается каждые пару лет». Чтобы доказать свою теорию, в качестве критерия необходимо было четко определить то, что можно было легко измерить. Но я выйду на конечность и предположим, что он предсказывал большую тенденцию, касающуюся КАЖДОГО аспекта компьютеров.

Мы все еще можем заставить процессоры работать быстрее с помощью кремния (но не слишком быстро), но на данный момент дешевле / эффективнее просто сделать процессоры (или их ядра) меньше, а другие – на кубик. Новые материалы, такие как графен, выдувают кремний из воды с точки зрения скорости переключения транзистора, но нам еще предстоит освоить производственный процесс. Будьте терпеливы, придет больше скорости, вероятно, раньше, чем позже.

Interesting Posts

Как получить размер базы данных mysql?

Как я могу ограничить повторение ngFor некоторым количеством элементов в Angular?

Чтение образцов с помощью AVAssetReader

Thunderbird: перемещение электронной почты из локальной папки Junk в папку IMAP дает сообщение «Сообщение содержит недопустимый заголовок»

Очистить историю и перезагрузить страницу при входе / выходе из системы с использованием Ionic Framework

Почему общий доступ к файлам и принтерам отключается в Windows 7?

NSInvalidArgumentException – приемник не имеет идентификатора с идентификатором

Ошибки CloneZilla при попытке клонирования и создания таблицы разделов пропорционально

После того, как «: set paste» выполнил «перекомпостность режима вставки», перестаньте работать – VIM (iTerm2)

Получение LaTeX в R-графиках

Музыкальный проигрыватель для Linux

Как тренировать / тестировать мой собственный dataset в кафе?

Как я могу перейти на предыдущий каталог вместо того, чтобы идти вверх?

Как избежать Не использовать stream приложений FX; currentThread = ошибка приложения JavaFX Application Thread?

Какая польза от статической переменной в C #? Когда его использовать? Почему я не могу объявить статическую переменную внутри метода?

Давайте будем гением компьютера.