Почему Закон Мура требует параллельных вычислений?

Ответ 1

Закон Мура просто говорит, что количество транзисторов по разумной цене интегральной схемы имеет тенденцию удваиваться каждые 2 года.

Наблюдения за скоростью или плотностью транзистора или размером матрицы все несколько ортогональны первоначальному наблюдению.

Вот почему я думаю, что закон Мура неизбежно приводит к параллельным вычислениям:

Если вы удвоите количество транзисторов, что вы собираетесь делать с ними?

• Дополнительные инструкции!
• Более широкие типы данных!
• Математика с плавающей запятой!
• Больше кешей (L1, L2, L3)!
• Micro Ops!
• Больше этапов конвейера!
• Прогнозирование ветвей!
• Спекулятивное выполнение!
• Предварительная выборка данных
• Несколько инструкций с несколькими инструкциями!

В конце концов, когда вы внедрили все трюки, которые вы можете использовать, чтобы использовать все эти дополнительные транзисторы, вы, в конце концов, подумаете: почему бы нам просто не сделать все эти интересные трюки TWICE на пришедшем чипе?

Bada bing. Бада. Multicore неизбежен.

Кстати, я думаю, что текущая тенденция процессоров с несколькими идентичными ядрами процессора в конечном итоге также утихает, а реальные процессоры будущего будут иметь одно главное ядро, коллекцию ядер общего назначения и коллекцию специального назначения сопроцессоры (например, графическая карта, но на кристалле с процессором и кэшами).

Процессор IBM Cell (в PS3) уже несколько похож на этот. Он имеет один основной ядро ​​и семь "синергетических блоков обработки".

Ответ 2

Одно слово - Тепло.

Из-за неспособности рассеивать тепло на текущих уровнях транзисторов инженеры используют все свои растущие бюджеты транзисторов для создания большего количества ядер вместо создания более сложных (и горячих) конвейеров и более быстрых процессоров.

Закон Мура совсем не мертв - закон moore о плотности транзисторов при данной стоимости. Так получилось, что по разным причинам (например, по маркетингу) инженеры решили использовать свой транзисторный бюджет для увеличения тактового цикла. Теперь они решили (из-за проблемы с нагревом) начать использовать транзисторы для parallelism, плюс 64-битные вычисления и снижение энергопотребления.

Ответ 3

Закон Мура описывает тенденцию, что производительность чипов эффективно удваивается из-за добавления большего количества транзисторов к печатной плате.

Так как устройства не увеличиваются в размерах (если что-то имеет обратное значение), то, очевидно, пространство для этих дополнительных транзисторов становится доступным только благодаря тому, что технология чипов становится меньше, а производство становится все лучше.

В какой-то момент вы попадаете на сцену, где транзисторы не могут быть сведены к минимуму. Также становится невозможным увеличить размер чипов за определенную точку из-за количества выделяемого тепла и затрат на производство.

Эти ограничения требуют средств для повышения производительности, помимо простого создания более сложных чипов.

Одним из таких методов является использование более дешевых и менее сложных микросхем в параллельных архитектурах, а другой - переход от традиционной интегрированной микросхемы к чему-то вроде квантовых вычислений, которые по своей сути определяют параллельную обработку.

Стоит отметить, что название этого вопроса больше связано с наблюдаемыми результатами закона (увеличением производительности), а не с самим законом, который в значительной степени был наблюдением за количеством транзисторов.

Ответ 4

Я думаю, что это ссылка на бесплатный обед закончился article

в основном, исходная версия закона Мура, о плотности транзисторов, по-прежнему сохраняется. Но один важный производный закон, касающийся удвоения скорости обработки каждые xx месяцев, попал в стену.

Таким образом, мы столкнулись с будущим, когда скорость процессора будет расти незначительно, но у нас будет больше ядра и кеша.

Ответ 5

Это странный вопрос. Закон Мура не требует ничего, это просто наблюдение за прогрессией вычислительной мощности, оно не диктует, что оно должно увеличиваться с определенной скоростью.

Ответ 6

Увеличение скорости процессоров сделает рабочую температуру настолько высокой, что сгорит дыра в вашем столе. Создатели чипов сталкиваются с определенными ограничениями, которые они не могут обойти... например, скорость света. Параллельные вычисления позволят им ускорить работу компьютеров без запуска пожара.

Ответ 7

Транзисторы и процессор, а также все меньше и меньше, быстрее и быстрее. Увы, затраты на тепло и напряжение для вычислений растут. Проблемы с нагревом и напряжением являются такой же проблемой, как и фактические минимальные физические величины. 100-гигабайтный чип будет всасывать слишком много напряжения и становится слишком жарким, но 100 микросхем 1 ГГц будут иметь меньше проблем с этим.

Ответ 8

Интересно, что идея, предложенная в вопросе о том, что параллельные вычисления "необходимы", ставится под сомнение по Amdahl Law, в которой в основном говорится, что наличие параллельных процессоров будет только доставлять вас до тех пор, пока 100% вашей программы не будет распараллеливаться (что никогда не бывает в реальном мире).

Например, если у вас есть программа, которая занимает 20 минут на одном процессоре и 50% параллелизуема, и вы покупаете большое количество процессоров для ускорения работы, ваше минимальное время для запуска будет продолжаться более 10 минут. Это игнорирует затраты и другие проблемы.

Ответ 9

Реальный ответ абсолютно нетехнический, а не то, что аппаратные объяснения не являются фантастическими. Это, что Закон Мура стал все меньше и меньше наблюдения, и больше ожиданий. Это ожидание компьютеров, растущих экспоненциально, стало движущей силой отрасли, что требует всех parallelism.

Ответ 10

Закон Мура гласит, что количество транзисторов в IC относительно стоимости возрастает экспоненциально в годовом исчислении.

Исторически это было частично связано с уменьшением размера транзистора, а меньшие транзисторы также переключались быстрее. Поскольку у вас есть более быстрые транзисторы в соответствии с законом Мура, тактовая частота увеличивается. Таким образом, существует путаница, в которой говорится, что закон Мура означает более быстрые процессоры, а не только более широкие.

Рассеяние тепла привело к увеличению скорости до 3 ГГц для экономически производимого кремния.

Итак, если вы хотите более дешевое вычисление, проще добавить больше, медленнее схем. Таким образом, современные современные товарные процессоры являются многоядерными - они расширяются, но не быстрее.

Графиновые пленочные транзисторы требуют меньшей мощности и работают на частоте около 30 ГГц с теоретическими пределами около 0,6 ТГц.

Когда технология графена созревает на товарном уровне через несколько лет, ожидайте, что произойдет еще одно изменение моря, и никто не будет заботиться об использовании параллельных ядер для повышения производительности и вернуться к узким быстрым ядрам. С другой стороны, параллельные вычисления будут по-прежнему важны для проблем, для которых это естественная подгонка, поэтому вам все равно придется знать, как обрабатывать более одного исполнительного блока.

Ответ 11

Потому что ортогональные вычисления потерпели неудачу. Мы должны пойти quantum.

Ответ 12

Закон Мура требует параллельных вычислений, потому что Закон Мура находится на грани/мертв. Поэтому, учитывая это, если становится все сложнее и сложнее втиснуть транзисторы в IC (из-за некоторых причин, отмеченных в другом месте), то оставшиеся опции состоят в том, чтобы добавить больше процессоров ala Parallel processing или перейти Quantum.

Ответ 13

Закон Мура по-прежнему сохраняется. Количество транзисторов все еще увеличивается. Проблема заключается в том, чтобы понять что-то полезное для всех этих транзисторов. Мы не можем просто увеличивать уровень обучения parallelism, делая трубопроводы глубже и шире, потому что схемы, необходимые для подтверждения независимости между командами, ужасно масштабируются в количестве инструкций, необходимых для подтверждения независимости. Из-за высокой температуры мы не можем просто прокручивать тактовую частоту. Мы могли бы просто увеличить размер кеша, но здесь мы столкнулись с уменьшением отдачи. Единственное, что осталось для транзисторов, похоже, заключается в том, что на чипе добавляется больше ядер, что означает, что инженерная работа по выяснению, что делать с транзисторами, просто подталкивает лестницу абстракции, и теперь программисты должны выяснить, что делать со всеми этими ядрами.

Ответ 14

Я не думаю, что закон Moores требует параллельных вычислений, но это требует возможного перехода от чистой минитуризации. Существует несколько решений. Один из них - параллельные вычисления, другой - совместная обработка (которая реализуется, но не то же самое, что и параллельные вычисления. Совместная обработка - это когда вы разгружаете работу на специальный процессор, такой как GPU, DSP и т.д.).

Ответ 15

Честно говоря, я действительно не знаю, но я предполагаю, что транзисторы в какой-то момент могут получить меньше, требуя, чтобы вычислительная мощность была распределена параллельно.

Ответ 16

Это потому, что мы все зависим от увеличения скорости в наших процессорах. Годы кондиционирования привели нас к тому, что из года в год мы ожидаем увеличения мощности обработки. Но физические ограничения, вызванные плотно упакованными транзисторами, наконец, ограничивают тактовую частоту, поэтому увеличение должно происходить с другой точки зрения.

Это не должно быть так. Успех процессора Intel Atom показывает, что процессоры могут просто стать меньше и дешевле. Однако процессорные компании будут пытаться удерживать нас на "большой, быстрой" беговой дорожке, чтобы сохранить свою прибыль. И мы будем готовы к участникам, потому что мы всегда найдем способ использовать больше энергии.