Dennard Scaling: tím se zlepší frekvence a spotřeba CPU

Ačkoli nejznámějším zákonem o výpočtu je Mooreův, známý všem a nedávno komentovaný Intel v poměrně překvapivém zvratu skriptu existuje další, z nichž je málo komentováno. Dennardovo škálování je základní součástí historie architektur, čipů a tranzistorů, kde je úzce spjato s Mooreem a zároveň široce neznámé.

Dennardův zákon je znám pod různými jmény, které zkreslují jeho tvůrce, Robert H. Dennard , jak se běžně označuje jako Eskalace MOSFET Jednejte nebo jednoduše zákon o eskalaci za sucha. Je zřejmé, že má zvláštnost, že byl vytvořen pro MOSFET jako takový, ale postupem času byl aplikován na jakýkoli čip.

Dennard Škálování

Dennard škálování, mezi hustotou, cenou a výkonem

Top500-Dennard-škálovací efekt-1

Ačkoli se to nemusí zdát, Mooreův zákon přímo souvisí s Dennardem a Pollackové , protože mezi těmito třemi vytvářejí a uzavírají okruh současných tranzistorů a průmyslu. Každý se zaměřuje na dvě globální a obecné hodnoty, které doplňují kruh, kde například Moore odkazoval na integraci a cenu oplatek a tranzistorů, Dennard ve svém zákoně odkazuje na cenu a výkon.

Dennard zjistil, že jak tranzistory snižují svou fyzickou velikost, hustota energie zůstává konstantní, nebo co je stejné, spotřeba energie je udržována v poměru k oblasti čipu protože jak napětí, tak i proud se s délkou také snižují.

Dennardské měřítko

A to je místo, kde to souvisí s Mooreovým zákonem, protože kdyby, jak to řekla tato, každá generace zdvojnásobila hustotu tranzistorů, mohl by se obvod stát 40% rychlejší a spotřeba energie by zůstala stejná.

Poměr cena a výkon je pod kontrolou

Dennardův zákon

Nyní chápeme, proč Intel hovoří o ceně a výkonu, když zmiňuje Dennarda, protože pokud by tranzistor mohl být při každé redukci o 40% rychlejší při zachování spotřeby, znamená to, že poměr cena / výkon by se stejně zvýšil.

Přestože to Dennard měl po léta pravdu, v současné době dosahujeme nanometrového limitu a od roku 2007 existuje spekulace, že toto škálování nefunguje ani v jeho teoretické podobě.

Škálování komplementárních polovodičů oxidu kovu (CMOS) dosud nebylo provedeno (alespoň podle společnosti Intel) a průběžný pokrok lze považovat za zlepšení schopnosti řídit výrobu. Nejsou tak omezeni fyzikou, ani svou schopností vyrábět ve velkých objemech s vysokou přesností. Je to obtížné, ale to udržuje náklady, problém je, jak všichni víme, únikové proudy.

Před lety to mělo více, než se očekávalo, směrem k vícejádrovým a později vícekanálovým, něco, co Intel přilne, aby zajistil, že výkon na watt poroste na úroveň koncem 90. let, kde by se měl každých 18 let přibližně zdvojnásobit. měsíce. tento poměr.