Ar Mūro įstatymas yra gyvas ir geras? priklauso nuo to, kaip apibrėžiate mastelį

Pastaruoju metu buvo daug kalbėta apie Moore'o įstatymo sulėtėjimą ir iššūkius, su kuriais susiduria mikroschemos gamintojai, bandydami pereiti prie vis mažesnių matmenų. Be abejo, kompiuteriai negreitėja tokiu greičiu, koks buvo kadaise, o lustų gamintojų iššūkiai niekada nebuvo didesni. Vis dėlto „Intel“ ir toliau tvirtina, kad „Moore’s Law is Alive and Well“, kalbėdamas apie savo planus gaminti 10 nm ir 7 nm. Siekdama išsiaiškinti, kas vyksta, pažiūrėjau į įvairius progreso matmenis ir gavau įvairių atsakymų.

Nors daugelis žmonių Mūro įstatymą sieja su greičiu, tai iš tikrųjų yra minimalaus komponento sudėtingumo padidėjimo greičio matas, daugiau ar mažiau teigiantis, kad tranzistorių skaičius periodiškai padidės dvigubai. Pirmajame 1965 m. Dokumente šis padvigubėjimas vyko kiekvienais metais, nors iki 1975 m. Moore atnaujino savo planą padvigubinti kas dvejus metus, o tai paprastai buvo ženklas, kurį mikroschemos gamintojai siekia nuo šiol.

„Intel“ investuotojų dieną praėjusį mėnesį Billas Holtas, vykdantysis viceprezidentas ir technologijų bei gamybos grupės generalinis direktorius, dar kartą parodė skaidres, kuriose teigiama, kad „normalizuotų“ tranzistorių skaičius rajone ir toliau mažėjo greičiau nei padvigubėjo, nors ir nurodė. kad gamybos savikaina augo dar greičiau, nei tikėtasi. Rezultatas, pasak jo, yra toks, kad vieno tranzistoriaus kaina išliko nepakitusi.

Bet pirmą kartą atsimenu, jis pabrėžė, kad skirtingų tipų tranzistoriams mikroschemoje reikia skirtingo dydžio lusto, o SRAM atminties ląstelės yra maždaug tris kartus tankesnės nei loginės. Jis pasinaudojo šiuo teiginiu norėdamas išsklaidyti klausimus apie vidutinį tranzistoriaus tankį, palyginti su „Apple A9“ mikroschemomis, kurias pagamino „Samsung“ ar TSMC.

Norėdami iš arčiau pažvelgti, mano kolega Johnas Morrisas ir aš pažiūrėjome į „Intel“ paskelbtą statistiką apie jos lustus nuo 1999 m., Pradedant nuo „Pentium III“ (žinomo kaip „Coppermine“), kuris buvo gaminamas 180 nm atstumu, iki praėjusių metų „Broadwell Core“ lustų, kurie buvo pirmieji. su 14 nm technologija.

Pirmiausia apžiūrėjome vartų žingsnio mastelį - mažiausią atstumą tarp vartų, sudarančių tranzistorių. Tradicinis mastelio keitimas rodo, kad 50 proc. Masto sumažėja 70 proc. Vienai kartai. Kalbant apie šią priemonę, akivaizdu, kad nors mastelio didinimas tęsiasi, mes nematome tiek daug sumažinimo, kaip tikėtumeisi.

Tačiau kiti būdai, kuriuos naudoja lustų gamintojai, tai šiek tiek keičia. Pažvelgę ​​į SRAM atminties ląsteles, pačias tankiausias ir pagrindines lusto dalis, galime pastebėti, kad dar visai neseniai tai mums suteikė 50 procentų mažesnę sumą vienai proceso kartai, nors atrodo, kad ji slenka.

Pastaraisiais metais „Intel“ taip pat pabrėžė bendro loginio ploto mastelį, kuris yra vartų žingsnio ir minimalaus metalinių sujungimų, kurie nukreipia signalus aplink tą mikroschemą ir sujungia ją su išoriniu pasauliu, rezultatas. Tai turi tam tikrą prasmę, nes jei loginiai tranzistoriai yra mastelio, bet jungtys nesumažėja, bendras lusto dydis ir kaina nemažėja. Pavyzdžiui, TSMC 16 nm „FinFET“ procesas naudoja tą patį metalo procesą, kaip ir jo 20 nm plokštumos lustas, todėl jis turi mažai galimybių susitraukti (nors jis yra greitesnis ir sunaudoja mažiau energijos). Kalbant apie logikos srities mastelį, atrodo, kad pastarosioms kartoms „Intel“ yra taikinys.

Yra daugybė būdų pažvelgti į tendencijas, ir vienas dalykas, kuris atrodo akivaizdus, ​​yra tai, kad norint patekti į kitą mazgą užtrunka ilgiau, nei prireikė per pastaruosius 20 metų. Vietoj dvejų metų tarp mazgų, 14nm ir būsimojo 10nm mazgo, jis iš tikrųjų bus arčiau 2, 5 metų, o 10nm lustai bus pateikti 2017 m. Antroje pusėje.

„Intel“ pabrėžia, kad ilgainiui - grįžtant prie pirmojo mikroprocesoriaus - 4004 - laikas tarp naujų kartų mikroschemų technologijos visada buvo šiek tiek lankstus.

„Intel“ naudoja šią skaidrę (kurią „Intel“ bendradarbis Markas Bohras yra ne kartą parodęs), kad parodytų Moore'o dėsnio kadenciją, pradedant nuo pirmojo mikroprocesoriaus - „Intel 4004“, kuris 1971 m. Naudojo 2300 tranzistorių 10 mikronų procese, iki šiandieninio 14 nm proceso. Žvelgdamas į šią lentelę, „Intel“ sako, kad vidutinė kadencija buvo naujas mazgas kas 2, 3 metų. Atsižvelgiant į tai, 2, 5 ir 14 nm bei 10 nm tempas nėra toks reikšmingas. Aš į tai žiūriu ir matau Moore'o įstatymo pagreitį maždaug nuo 1995 m. Iki maždaug 2012 m., Kai pradėjo pasirodyti pirmieji 22 nm ilgio „Ivy Bridge“ produktai. Dabar atrodo, kad ritmas vėl lėtėja.

(Atkreipkite dėmesį, kad „Intel“ nustojo duoti štampo dydį ir informaciją apie tranzistorius, kai 14 nm karta cituoja konkurencijos problemas, todėl naujausi keturių branduolių skaičiai yra iš 22 nm Haswello, kuris turėjo 1, 4 milijardo tranzistorių per 177 mm ² štampą.)

Taigi ar Mūro įstatymas lėtėja? Tai priklauso nuo to, kaip į tai žiūrėsite. Be abejo, akivaizdu, kad tam tikromis priemonėmis tempas sulėtėjo ir kad iššūkiai, su kuriais susiduria lustų gamintojai, kiekvienai kartai tampa vis sunkesni. Šiandien tik keturios bendrovės - „Intel“, „GlobalFoundries“, „Samsung“ ir TSMC - tvirtina, kad turi 14 arba 16 nm procesus. Sukurti naują lustą viename iš šių naujų procesų yra brangiau nei bet kada. Bet yra pakankamai priežasčių ir pakankamai paskatų tikėtis, kad maždaug 2017 m. Pamatysime 10 nm žetonus, o po to seka 7 nm, 5 nm ir 3 nm lustai.