目次:
それには2つの方法はない：PCは年をとって減速している
コンピュータの稼働率は今までよりも 倍も速くなりましたが、プロセッサのパフォーマンスは過去の猛烈なペースでは進展していません。一度に、毎年のパフォーマンスが50〜60％も飛躍的に向上しました。幸いなことに、5歳以上のコンピュータでも毎日の仕事にはまだまだ対応できるので、パフォーマンスの低下は大きな問題ではありません。さらに、経済が落ちている間に、毎年あなたのPCを交換する必要はありません。しかし技術は現状に固執することによって進歩しない。将来のニーズは スピード
！ 「これについては何の不具合もないと思う。異機種アーキテクチャは 未来の道である」
。 PCプロセッサの最大の名前は現状に満足していません。チップメーカは、ムーアの法則の遅れとパワーウォールの上昇によって引き起こされる問題を解決するために、パフォーマンスペダルを金属に保つために猛烈に働いています。 ？実際にはいくつかの異なる種類があり、それぞれ将来の大きな可能性を秘めています。カーテンの裏側を見てみましょう。 Intel：巨人の肩を築くウィキペディア/ウィキメディア・コモンズのトランジスタは、長年にわたり数えられています。 （クリックして拡大してください。）
ムーアの法則の崩壊に至る今日の手の込んだパフォーマンスの向上を刻々と押し上げることができますか？まあまあ。ムーアの伝説的なラインは頻繁に誤解されてCPU性能について語られるかもしれないが、法律の手紙は2年に2倍になる回路上のトランジスタの数を中心に動いている。他のチップメーカーはトランジスタを縮小し、ムーア自身が共同で設立したインテルは、インテルの小規模なエンジニアの足元にある成果である発言以来、ムーアの法則と歩調を合わせています。しかし、どんなエンジニアでもない。
賢い
トランジスタがより緊密に詰まるにつれ、熱と電力効率の問題が大きな問題になる。インテルのIvy Bridgeチップに搭載されている10億個以上のトランジスタのそれぞれが22ナノメートル（nm）、つまりおおよそ0.000000866インチとなっているため、トランジスタはほとんど無限小サイズに達しているため、創造的思考をとることになります。
Intelの技術製造マネージャー、Chuck Mulloy氏は電話でインタビューを行った。 Intelは、進歩を維持するために、過去のトランジスタの基本設計にいくつかの大きな変更を加えました10年。 2002年、同社はシリコン結晶の構造をわずかに変形させてチップ性能を10〜20％向上させた、いわゆる「歪みシリコン」に切り替えると発表した。具体的には、トランジスタが縮小し続けると、電子の「リーク」が増大し、効率が大幅に低下します。あまりにも不気味なことをせずに、同社はトランジスタの標準的な二酸化ケイ素絶縁体を、より効率的な「high-kメタルゲート」絶縁体に置き換えて、 45nm製造プロセスシンプルに聞こえるが、実際は大きな問題だった。インテルの現在のIvy Bridgeチップに「トライゲート」または「3D」トランジスタ技術が導入されたことで、さらに大きな変化が起こった。 IntelAnイメージは、平面（左）ゲート（右）トランジスタ。 3ゲートトランジスタの電子は、従来のプレーナトランジスタのフラットフローと比較して垂直面上を流れる。 伝統的な「プレーナ」トランジスタは、電子を運ぶチャネルの両側に一対の「ゲート」を有する。トライゲートトランジスタは、2つのサイドゲートを接続するチャネルの上に第3のゲートを追加して、その2次元的思考を粉砕した。この設計は、電力需要を低下させながら漏れを低減することによって効率を改善する。ここでも簡単ですが、3次元トランジスタを製造するには、
の技術的精度が必要です。現時点では、Intelは、3Dトランジスタを搭載した唯一のチップ・メーカーのプロセッサーです。
Intelの次は何ですか？同社は語っていない。実際に、Mulloyは、次世代の極端紫外線リソグラフィー製造プロセスのような、 が使用する可能性のある技術は、インテルがチップに導入する数年前にPRの「ブラックホール」に入ると言います。しかし、彼が強調したところでは、過去の改善は、一般に紹介されたときだけではありません。「Intelはこれを使用していると思う傾向があります。前記。 "高kメタルゲートの機能を追加したときに歪みシリコンがなくなったわけではありません。ハイゲートメタルゲートは、トライゲートトランジスタに行っても消えませんでした。 」と述べています。第4世代の歪みシリコン、第3世代のhigh-kメタルゲート、そして今後登場する14nmのチップは、第2世代のトライゲートになるでしょう。」
AMD：パラレル・コンピューティングを全面的に進める
AMDは、しかし、インテルだけで町のチップメーカーではない。ライバルのAMDは、トランジスタ技術の改良だけに賭けるのではなく、特定のタスクに適した他のプロセッサに作業負荷の一部を移すことによって、CPUの切断に伴うパフォーマンスの未来がいくらか緩和されると考えている。 Bitcoinマイニングや多くの科学的用途など、多数の同時計算を必要とするタスクを通じて、グラフィックスプロセッサ、たとえば
。 これまで並列コンピューティングについて聞いたことがありますか？ AMD、HSA規格に基づいて設計されたAMD APUの設計 「トランジスタ側の小規模ノードに移行すると、[CPU]性能が6〜8倍、 > 10％と、年々増加しています」と、AMDの上級技術マーケティングメーカーであるSasa Marinkovic氏は述べています。たとえば、Internet Explorer 8からIE9の場合、前世代のパフォーマンスの4倍〜
倍のパフォーマンス向上がありました。今日のパワーエンベロープ内でのパフォーマンスの飛躍のタイプ、またはパワーエンベロープの大幅な低下、そして今日のあなたと同じパフォーマンスを見ることができます」とMarinkovic氏は述べています。 AMDは異機種間のシステムアーキテクチャに取り組んでいます。これは、複数のプロセッサ間でワークロードを1チップに分散させる方法を、人気のある加速処理ユニット（APU）と呼びます。 APUには、上記のブロック図に示すように、同じダイ上に従来のCPUコアと大きなRadeonグラフィックスコアが搭載されています。 AMDの次世代Kaveri APUのCPUとGPUは、同じメモリプールを共有し、ラインをさらにぼかしてさらに高速なパフォーマンスを提供します。 AMDは、並列コンピューティングのアイデアを支持する唯一のチップメーカーではありません。同社はHSA Foundationの創立メンバーであり、IntelとNvidiaはトップクラスのチップ・メーカーのコンソーシアムであり、将来的には並列コンピューティングのプログラミングを容易にするはずの標準を作成するために協力している。
業界をリードする企業がHSA Foundationのビジョンの中核を担うのは良いことです。並列コンピューティングの巨大な異種未来が実現するためには、プログラムやアプリケーションを具体的に記述してハードウェア設計。
HSA Foundation
"ソフトウェアは重要です"とMarinkovicは認めます。 「完全なHSA互換性を備え、完全なHSAなしのAPUを見ると、ソフトウェアを変更する必要がありますが、それは改善のためのものになります…コードワンで使いたいところはどこでも使えます。これらの異なるHSAファウンデーション企業のすべてでHSAアーキテクチャを使用しているので、PC用のプログラムを作成して、スマートフォンやタブレット上で少し微調整やコンパイルで実行することができればうれしいです。」 NvidiaのGeForce中心のCUDAプラットフォーム、Windowsシステム上でDirectX 11に焼き付けられたDirectCompute API、Khronos Groupによって管理されるオープンソースソリューションであるOpenCLなど、並列GPUコンピューティングを可能にする処理用インターフェイス（API）ソフトウェア開発者の間でハードウェアアクセラレーションが加速していますが、ほとんどのプログラムでは集中的なグラフィックスが何らかの形で処理されます。インターネットエクスプローラとフラッシュは、例えば、バンドワゴンにあります。ちょうど先週、アドビはWindows版のPremiere ProにOpenCLサポートを追加すると発表しました。代理店によると、AMDのディスクリートグラフィックカードまたはAPUを搭載したユーザーは、そのGPUアクセラレーションを利用して、リアルタイムでHDおよび4Kビデオを編集したり、ビデオを非アクセラレーションの基本ソフトウェアより4.3倍高速に書き出すことができます。これについて何か問題があるとは思わない」とMarinkovicは言う。 " OPEL：あまりにも長い間、シリコン、ハロー、ヒ化ガリウム！
今日のコンピューティングのようにシリコン技術に基づく未来はあるのか？
間違いなく、短期間。間違いなく、長期的には。いつか将来的には、専門家はいつシリコンが限界に達するのか正確にはわからず、単にそれ以上追い出すことはできません。チップメーカーは別の材料に切り替える必要があります。 MIT研究者によって製造されたヒ化インジウムガリウム砒素トランジスタの展望
その日は遠いですが、研究者たちは既に代替手段を模索しています。グラフェン・プロセッサーは潜在的なシリコン・サクセサとして多くの誇大宣伝を受けていますが、OPEL Technologiesは未来がガリウム砒素にあると考えています。
はおよそ半分の電圧を使用すると主張している[] "今日のシリコンプロセッサーのスピードを一致させたいおよそ3GHzのクロックレートであれば、20〜30ナノメートルまで下がる必要はありません」とOPELのチーフ・サイエンティストのDr. Geoffrey Taylorは言います。 "ああ、おそらく200nmで打つことができます。"そして、それはプレーナー技術を使用しており、 の3Dトランジスタではありません。 シリコンの代わりになる最大の問題の1つは、シリコンが世界中で最も最先端の技術であり、最大効率。インテル、AMD、ARM、そしてHSA財団が新しい材料のためにすべてを落とすことを説得するのは難しいでしょう。 OPELは、現在のシリコン製造方法と大きな重なり合いがあると述べています。「940」は拡張性があり、CMOSにもボルトで固定されています。 「これは非常に重要です。異なるファウンドリや半導体企業とのディスカッションでは、最初に「私の施設を改造する必要がありますか？」という質問があります。私たちのシステムは今そこにあるものを補完しているので、ここの投資は最小限に抑えられています。 OPELによれば、そのウエハは再利用可能であるとも言われています。 ヨーロッパ宇宙機関欧州宇宙機関のチップ製造用クリーンルーム
ガリウム砒素が主流のPCプロセッサ市場の
を捕獲する前に、まだ数十回のテストと移行が行われていますしかし、OPELのクレームのほんの一部が成立していれば、その技術は将来のプロセッサに非常に役立ちます。
少なくとも、分子トランジスタや量子コンピューティングにクラックが入るまで。しかし、それは全面的な記事です… 明日の顔が溶けていく方向に向かっています。 それでは、PCパフォーマンスの未来がどこに向かうのかがわかります。インテル、AMD、OPELのイニシアチブは、それぞれ異なる方法で大きな問題に取り組んでいますが、それは良いことです。結局のところ、あなたの潜在的な卵のすべてを単一のバスケットに入れたくないのです。
そして最も良いことは、PCパフォーマンスパズルの異なる部分がすべて成功すれば、理論的にヴォルトロンのようなファッションで、今日のCore i7プロセッサの中でも最強の性能を発揮する、強力なGPUによるトリガリウム・ヒ素・プロセッサーを開発しました。
ひどい
。