Dennard-skaalaus: parantaa siten prosessorin taajuutta ja kulutusta

Vaikka tunnetuin tietojenkäsittelylaki on Mooren laki, joka on kaikkien tiedossa ja jota äskettäin kommentoi Intel melko yllättävässä käsikirjoituksessa on toinen, josta vähän kommentoidaan. Dennard-skaalaus on olennainen osa arkkitehtuurien, sirujen ja transistoreiden historiaa, jossa se on läheisesti sidoksissa Mooreen ja samalla laajalti tuntematon.

Dennardin lakia tunnetaan eri nimillä, jotka vääristävät sen luojaa, Robert H.Dennard , kuten siihen yleensä viitataan MOSFET-laajennus Laki tai yksinkertaisesti kuiva eskalaation laki. Sillä on selvästi se ominaispiirte, että se on muotoiltu MOSFET-sellaiseksi, mutta ajan myötä sitä on sovellettu mihin tahansa siruun.

Dennardin skaalaus

Dennard-skaalaus tiheyden, hinnan ja suorituskyvyn välillä

TOP500-DENNARD-skaalaus-vaikutus-1

Vaikka se ei välttämättä näytä niin, Mooren laki liittyy suoraan Dennardiin ja Pollackit , koska näiden kolmen välillä ne muodostavat ja sulkevat nykyisten transistorien ja teollisuuden ympyrän. Jokainen keskittyy kahteen globaaliin ja yleiseen arvoon, jotka täydentävät ympyrää, jossa esimerkiksi Moore viittasi kiekkojen ja transistorien integrointiin ja hintaan, Dennard viittaa lakiinsa hintaan ja suorituskykyyn.

Dennard totesi, että kun transistorit pienentävät fyysistä kokoa, tehotiheys pysyy vakiona tai mikä on sama, energian käyttö pidetään suhteessa sirun pinta-alaan koska sekä jännite että virta pienenevät myös pituuden myötä.

Dennardin skaalaus

Ja tässä se linkittää Mooren lakiin, koska jos jokainen sukupolvi kaksinkertaistaa transistorien tiheyden, kuten tämä totesi, piiristä voi tulla 40% nopeampi ja energiankulutus pysyisi samana.

Hinta ja suorituskyky-suhde on tarkistettu

DENNARD-laki

Nyt ymmärrämme, miksi Intel puhuu hinnasta ja suorituskyvystä mainitseessaan Dennardia, koska jos transistori voisi nousta 40% nopeammin jokaisella pienentämisellä pitäen samalla yllä kulutusta, se tarkoittaa, että hinta / suorituskyky nousee yhtä suuresti.

Vaikka Dennard oli oikeassa tässä vuosien ajan, olemme nyt saavuttamassa nanometrin rajan ja vuodesta 2007 lähtien on spekuloitu, että tämä skaalaus ei toimi edes teoreettisessa muodossaan.

Komplementaaristen metallioksidipuolijohteiden (CMOS) skaalausta ei ole vielä tehty sellaisenaan (ainakin Intelin mukaan) ja jatkuvan edistymisen voidaan nähdä, koska kyky hallita tuotantoa paranee. Fysiikka ei rajoita niitä yhtä hyvin kuin niiden kyky valmistaa suuria määriä suurella tarkkuudella. Se on vaikeaa, mutta tämä pitää kustannukset, ongelma on, kuten me kaikki tiedämme, vuotovirrat.

Tätä vuotta sitten se kääntyi odotettua enemmän kohti moniytimistä ja myöhemmin monisiruja, jota Intel kiinnittää varmistamaan, että suorituskyky wattia kohti kasvaa 90-luvun lopun tasolle, missä sen pitäisi noin kaksinkertaistua joka 18 kuukaudet. tämä suhde.