인텔이 무어의 법칙을 앞으로 수년간 계속 유지하는 방법
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컴퓨터 칩의 트랜지스터 수가 24 개월 마다 두 배로 증가한다는 관측 인 무어의 법칙 은 회로를 소형화하는 과정이 약화됨에 따라 뛰었습니다. 그러나 칩 거인 인텔은 오늘날 가능한 것보다 50 배 많은 트랜지스터를 프로세서에 넣을 계획으로 아이디어를 유지하기위한 과정을 계획했습니다.
인텔의 공동 설립자 인 고든 무어 (Gordon Moore)의 이름을 딴 무어의 법칙 (Moore 's Law)의 발전은 칩을 1960 년대의 값 비싼 메인 프레임에서 1980 년대의 개인용 컴퓨터로, 그리고 이제는 스마트 폰, 시계, 자동차, TV, 세탁기 및 전력을 사용하는 거의 모든 것에 확산 시켰습니다. .
무어의 법칙은 칩의 데이터 처리 요소 인 트랜지스터를 축소하여 작동했습니다. 인텔은이를 계속 축소 할 계획이지만 칩을 다층 패키지로 쌓아 밀도를 높일 계획입니다.
인텔 수석 아키텍트 라자 코 두리 는 월요일 최신 프로세서 발표를 위한 핫 칩 컨퍼런스 연설에서 "우리는 앞으로 훨씬 더 많은 트랜지스터 밀도가있을 것이라고 굳게 믿고 있습니다." 라고 말했습니다 . "비전은 시간이 지남에 따라-아마도 10 년 이상-실행될 것입니다."
Koduri의 낙관론은 연구원들이 진행 상황을 자세히 설명하는 엔지니어링 컨퍼런스 인 Hot Chips에서 다른 많은 회사의 흥분을 반영했습니다. AMD, Nvidia, Google, Microsoft, IBM 및 여러 신생 기업들은 범용 칩과 인공 지능, 그래픽 및 네트워킹과 같은 작업 전용 칩을 모두 발전시키는 방법을 보여주었습니다.
인텔이 칩 진행을 제공 할 것으로 기대하는 방법
Koduri는 이번 가을 랩탑에 출시되는 Tiger Lake 프로세서와 같은 10nm 칩을 사용하여 가능한 것보다 더 많은 트랜지스터를 칩에 넣는 몇 가지 단계를 설명했습니다. 첫 번째는 가장 전통적인 접근 방식으로 트랜지스터를 축소하고 더 가깝게 압축합니다. 이는 트랜지스터 밀도를 3 배로 늘릴 것이라고 Koduri는 예측했습니다.
다음은 플랫 회로 요소에서 3D 구조로 트랜지스터의 전류 변환을 계속하는 새로운 트랜지스터 설계입니다. 나노 와이어 및 적층 나노 와이어라고하는 이러한 단계는 밀도를 4 배로 늘려야합니다.
그런 다음 프로세서 요소의 레이어 케이크에 칩을 쌓아 놓은 패키징 혁신이 있습니다. 밀도가 다시 4 배가되어야합니다. 전체 수학은 밀도를 약 50 배까지 올립니다.
수년간의 인텔 어려움
인텔의 낙관주의는 무어의 법칙을 지키기 어려운시기와 대조됩니다.
한때 칩 제조 분야에서 의심의 여지가없는 리더였던 인텔은 최근 몇 년 동안 어려움을 겪고 있습니다. 14 나노 미터의 트랜지스터 기능을 갖춘 제조 공정에서 이후 10 나노 미터로 이동하는 데 2 년이 아닌 5 년이 걸렸습니다. 나노 미터는 10 억분의 1 미터이며 14nm 너비의 회로 요소를 갖춘 인텔은 사람의 머리카락 너비에 걸쳐 약 7,000 개를 포장 할 수 있습니다.
다음으로 인텔은 10 나노에서 7 나노 제조 로 의 이동을 6 개월 지연 시켰고 , 애플은 맥에서 인텔 칩을 버리고있다 . 조정을 돕기 위해 인텔은 최고의 라이벌 인 Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp.와 같은 다른 칩 제조업체에 더 많이 의존 할 수있는보다 유연한 설계 프로세스를 채택했습니다.
무어의 법칙,하지만 어떤 비용으로?
약 2 년 전 7nm 제조로 옮겨 애플의 아이폰 칩을 만든 TSMC 는 작년에 " 무어의 법칙은 건재하고 살아 있다" 고 선언했다 . 그러나 과거와 달리 무어의 법칙 단계는 이제 가장 진보 된 제조 공정을 채택하려는 기업에 새로운 비용을 부과합니다.
2013 년 마이크로 소프트 엑스 박스 원, 2017 년 엑스 박스 원 X, 올해 출시 될 엑스 박스 시리즈 X는 모두 같은 크기의 칩을 가지고 있는데, 과거에는 칩 가격이 거의 같았을 것이다. 그러나 마이크로 소프트 칩 디자이너 인 제프 앤드류스는 "최신 제품에 비해 훨씬 더 비싸다"고 말했다.
비용 외에 또 다른 문제는 새로운 칩이 종종 특정 컴퓨팅 작업을 가속화한다는 것입니다. 이는 인공 지능 및 그래픽과 같은 작업에 유용하지만 다른 방식으로 작동하는 프로세서를 고려해야하는 소프트웨어 프로그래머에게는 삶을 더 어렵게 만듭니다.
인텔은이 칩 분할을 oneAPI 라고하는 새로운 소프트웨어 레이어와 연결하려고합니다 . 주목할만한 움직임입니다. 인텔은 하드웨어 전문가이지만 칩을 유용하게 만드는 데 필수적인 단계로 소프트웨어를 수용하고 있습니다.
Koduri는 "점점 더 하드웨어 아키텍처 팀은 소프트웨어 전문가로 구성되어야합니다."라고 말했습니다.
새로운 칩 아이디어
Hot Chips에서 프로세서 제조업체는 수많은 혁신을 자세히 설명했습니다. 가장 큰 것 :
Intel의 Tiger Lake 프로세서 는 DVFS 또는 동적 전압 및 주파수 스케일링이라는 새로운 절전 기술을 사용합니다. 칩의 다른 부분은 우선 순위가 높은 작업의 경우 더 빠르게 실행되거나 전력 절약을 위해 느리게 실행될 수 있습니다. 인텔은 이제 여러 프로세서 코어, 메모리 시스템 및이를 모두 연결하는 통신 패브릭 간의 우선 순위를 조정합니다.
AMD가 경쟁하는 Ryzen 4000 시리즈 칩 (코드 명 Renoir)이 현재 PC에 출시 된 것은 초박형 노트북을위한 8 개의 프로세싱 코어를 갖춘 최초의 칩입니다. AMD는 처음에 6 코어 디자인을 계획했지만 신중한 디자인이 비디오 및 사진 편집과 같은 작업에서 더 나은 성능을 위해 8 개를 수용 할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 건축가 Sonu Arora가 말했습니다. 그들은 전임자로서 주어진 성능 수준에 대해 절반의 전력을 사용합니다.
180 억 개의 트랜지스터가 있고 내년에 출시 될 대규모 Unix 서버에 예정된 IBM의 Power10 프로세서 는 최대 240 개의 프로세싱 코어가있는 하나의 강력한 서버로 통합 될 수 있습니다. 또한 상호 연결된 서버의 "포드"는 최대 2 페타 바이트의 메모리를 공유 할 수 있습니다. 이는 데이터 마이닝 및 재고 데이터베이스 관리와 같은 대규모 비즈니스 컴퓨팅 문제에 유용합니다.
Startup Lightmatter 는 이미지 인식과 같은 AI 작업을 가속화하기위한 Mars 칩을 공개했습니다. 약 10 억 개의 기존 트랜지스터를 전기 대신 빛을 사용하여 데이터를 전송하고 계산을 수행하는 수만 개의 구성 요소와 결합합니다. 이 포토 닉 기술의 배경은 전력 사용량을 줄이는 것입니다.