Dennard skalning: därmed förbättra CPU-frekvens och konsumtion

Även om den mest kända datalagen är Moores, känd för alla och nyligen kommenterade av Intel i en ganska överraskande manusvridning finns det en annan som lite kommenteras. Dennard-skalning är en grundläggande del av historien om arkitekturer, chips och transistorer, där den är nära knuten till Moore och samtidigt allmänt okänd.

Dennards lag är känd av olika namn som felaktigt föreställer dess skapare, Robert H. Dennard , eftersom det normalt kallas MOSFET Upptrappning Handla eller helt enkelt lagen om torr upptrappning. Det är uppenbart att det har det speciella att det formulerades för MOSFET som sådant, men över tid har det applicerats på vilket chip som helst.

Dennard skalning

Dennard-skalning, mellan densitet, pris och prestanda

Top500-Dennard-scaling-effekt-1

Även om det kanske inte verkar så är Moores lag direkt relaterad till Dennard och Pollacks eftersom de mellan de tre utgör och stänger cirkeln av nuvarande transistorer och industrin. Var och en fokuserar på två globala och allmänna värden som kompletterar cirkeln, där till exempel Moore hänvisade till integrationen och priset på skivor och transistorer, Dennard hänvisar till pris och prestanda i sin lag.

Dennard konstaterade att när transistorer minskar sin fysiska storlek förblir kraftsdensiteten konstant, eller vad är detsamma, energianvändningen hålls i proportion till området för chipet eftersom både spänningen och strömmen minskar de också med längden.

Dennard skalar

Och det är här som det länkar till Moores lag, eftersom om varje generation fördubblade transistorns täthet, som en sådan fördubblade, kan en krets bli 40% snabbare och energiförbrukningen skulle förbli densamma.

Pris- och prestandaförhållandet är i schack

Dennard-lag

Nu förstår vi varför Intel pratar om pris och prestanda när han nämner Dennard, eftersom om en transistor skulle kunna bli 40% snabbare vid varje minskning samtidigt som konsumtionen upprätthålls, betyder det att pris / prestandaförhållande skulle öka lika.

Även om Dennard hade rätt med detta i flera år, når vi för närvarande nanometergränsen och sedan 2007 finns det spekulationer om att denna skalning inte fungerar ens i sin teoretiska form.

Skalningen av komplementära metalloxidhalvledare (CMOS) har ännu inte gjorts som sådan (åtminstone enligt Intel) och kontinuerliga framsteg kan ses som förmågan att kontrollera tillverkningen förbättras. De är inte så begränsade av fysik som av deras förmåga att tillverka i stora volymer med hög precision. Det är svårt, men detta håller kostnaderna, problemet är som vi alla vet, läckströmmar.

För år sedan hade det en mer än väntad vändning mot multikärnan och senare multichipleten, något som Intel klamrar fast vid för att säkerställa att prestandan per watt kommer att växa till nivåer i slutet av 90-talet, där det bör ungefär fördubbla var 18: e månader. detta förhållande.