CPU 속도가 이미 무어의 법칙을 어겼습니까?

1995 년경 CPU 속도가 75MHz 인 컴퓨터가 있다는 것을 기억합니다.

그 후 2 년 후인 1997 년경에는 211MHz였습니다.

몇 년 후 2000 년경에는 1.8GHz와 비슷한 것이 있었으며, 2003 년경에는 약 3GHz 인 것이있었습니다.

이제 거의 8 년이 지난 후에도 여전히 3GHz로 최대입니다. 무어의 법칙 때문입니까?

우선 무어의 법칙은 법이 아니라 관찰에 불과하다는 것을 기억하십시오. 그리고 그것은 직접적으로가 아니라 속도와 관련이 없습니다.

원래는 구성 요소 밀도가 [시간]마다 거의 두 배로 증가한다는 사실만으로 관찰되었으므로 속도와 관련이 없습니다.
부작용으로, 더 빠르고 (같은 칩에 더 많은 것, 거리가 가까워짐) 더 저렴하게 (칩이 적을수록, 실리콘 웨이퍼 당 더 많은 칩을) 더 효과적으로 만들었습니다.

그래도 한계가 있습니다. 칩 디자인이 Moore의 법칙을 따르고 구성 요소가 작아짐에 따라 새로운 효과가 나타납니다. 부품이 작아짐에 따라 크기에 비해 표면적이 커지고 전류가 누출되므로 칩에 더 많은 전기를 펌핑해야합니다. 결국 칩을 뜨겁게 만들고 사용할 수있는 것보다 더 많은 전류를 낭비 할만큼 충분한 주스를 잃게됩니다.

확실하지는 않지만 현재 속도 제한 일 수 있습니다. 구성 요소가 너무 작아서 전자적으로 안정적으로 만들기가 더 어렵습니다. 이를 돕기위한 새로운 재료가 있지만, 아주 새로운 재료 (다이아몬드, 그래 핀)가 나타날 때까지 원시 MHz 속도 한계에 가까워 질 것입니다.

즉, CPU MHz는 마력이 자동차의 속도가 아닌 것처럼 컴퓨터 속도가 아닙니다. 더 높은 최상위 MHz 수없이 더 빠르게 작업을 수행 할 수있는 방법이 많이 있습니다.

늦은 편집

무어의 법칙은 항상 일정한 반복주기에서 칩의 밀도를 두 배로 늘릴 수있는 프로세스를 언급했습니다. 이제는 20nm 이하의 프로세스가 중단 될 수 있습니다. 새 메모리는 기존 메모리와 동일한 프로세스로 제공됩니다 . 그렇습니다. 이것은 단일 요점이지만 미래의 선구자 일 수 있습니다.

ANOTHER LATE 편집 아르스 테크니카 제 모든하지만 죽은 선언 . 50 년 동안 당신을 즐겁게 해주었습니다.

무어의 법칙은 컴퓨팅 하드웨어의 역사에서 장기적인 추세를 설명합니다. 집적 회로에 저렴하게 배치 할 수있는 트랜지스터의 수는 약 2 년마다 두 배가되었습니다. 클럭 속도가 아닙니다.

또한 CPU의 클럭 속도는 처리 능력의 신뢰할만한 지표가 아닙니다 .

클럭 속도가 빠를수록 코 히어 런트 신호를 만드는 데 필요한 전압 강하가 커집니다. 전압이 커질수록 더 많은 전력이 필요합니다. 필요한 전력이 많을수록 칩에서 더 많은 열이 방출됩니다. 이것은 칩을 더 빨리 분해하고 느리게합니다.

특정 지점에서 온도가 증가하면 다른 코어를 추가하는 것보다 더 클 수 있으므로 클럭 속도를 더 이상 높이는 것이 가치가 없습니다. 이것이 코어 수가 증가하는 이유입니다.

더 많은 코어를 추가하면 열이 선형으로 올라갑니다. 즉, 클럭 속도와 전력 소모간에 일정한 비율이 있습니다. 코어를 더 빠르게 만들면 열 사이클과 클럭 사이클 사이에 2 차 관계가 있습니다. 두 비율이 같으면 다른 코어를 얻을 시간입니다.

이것은 무어의 법칙과 무관하지만 문제는 트랜지스터 수가 아닌 클럭 사이클 수에 관한 것이기 때문에이 설명은 더 적절 해 보입니다. 무어의 법칙은 자신의 법칙을 제한한다는 점에 유의해야합니다.

편집 : 더 많은 트랜지스터는 클럭 사이클 당 더 많은 작업이 완료되었음을 의미합니다. 이것은 때때로 간과되는 매우 중요한 지표이며 (2Ghz CPU가 3Ghz CPU보다 성능이 우수 할 수 있음) 오늘날 혁신의 주요 영역입니다. 따라서 클럭 속도는 안정적이지만 프로세서는 단위 시간당 더 많은 작업을 수행 할 수 있다는 점에서 빨라졌습니다.

편집 2 : 여기에 관련 주제에 대한 자세한 정보를 가지고있는 흥미있는 링크입니다. 도움이 될 수 있습니다.

편집 3 : 총 클록 사이클 수 (코어 수 * 코어 당 클록 사이클)와 관련이없는 것은 병렬 처리의 문제입니다. 프로그램이 명령을 병렬화 할 수없는 경우 코어가 더 많다는 것은 아무 의미가 없습니다. 한 번에 하나만 사용할 수 있습니다. 이것은 오늘날보다 훨씬 큰 문제였습니다. 오늘날 대부분의 언어는 예전보다 훨씬 많은 병렬 처리를 지원하며 언어의 핵심 부분으로 만든 일부 언어 (주로 기능성 프로그래밍 언어)가 있습니다 ( 예를 들어 Erlang , Ada 및 Go 참조 ).

무어의 법칙에 따르면 트랜지스터 수는 18 개월마다 두 배가 될 것이라고 예측했습니다. 과거에는 클럭 속도가 두 배가 될 수있었습니다. 우리가 약 3GHz를 얻었을 때, 하드웨어 제조사들은 빛의 제한 속도에 맞서고 있다는 것을 깨달았습니다.

빛의 속도가 299,792,458 미터 / 초인 방법을 기억하십니까? 즉, 3ghz 기계 조명에서 매 클럭 사이클마다 약 3 분의 1 미터가 이동합니다. 공기를 통과하는 빛입니다. 전기가 그것보다 느리고 게이트와 트랜지스터가 더 느리며 많은 시간 동안 할 수있는 일이 많지 않다는 점을 고려하십시오. 결과적으로 클럭 속도는 실제로 약간 떨어졌으며 대신 하드웨어가 여러 코어로 이동했습니다.

Herb Sutter는 2005 년 "무료 점심 식사가 끝났습니다"기사에서 이에 대해 이야기했습니다.

http://www.gotw.ca/publications/concurrency-ddj.htm

실리콘 기반 칩은 문자 그대로 녹기 전에 일반적으로 5GHz 정도의 클럭 제한을 가지고 있습니다. 갈륨 비소 (GaAs) 를 사용하는 연구 에 따르면 수백 GHz에서와 같이 칩이 더 높은 클럭 속도를 가질 수 있지만 얼마나 멀리 있는지는 확실하지 않습니다.

그러나 무어의 법칙은 성능이나 클럭 속도가 아닌 칩의 트랜지스터와 관련이 있습니다. 그런 점에서 우리는 여전히 같은 칩에있는 여러 프로세싱 코어로 분기하여 무어의 법칙을 따르고 있다고 말할 수 있습니다.

무어의 법칙에 관한 Wikipedia 기사에 따르면 2015 년까지 계속 될 것으로 예상됩니다.

동일한 클럭 속도로 더 빠른 프로세서를 사용할 수있는 다른 방법을 알고 싶다면 클럭 펄스 당 수행 할 수있는 명령 수와도 관련이 있습니다. 그 수는 꾸준히 증가 해 왔습니다.

초당 명령어 타임 라인은 클럭 사이클 당 명령어 수를 잘 보여주는 차트입니다.

저는 EE 또는 물리 전문가가 아니지만 1981 년 이후 대략 3-4 년마다 컴퓨터를 구입했습니다. (81 년에 나는 처음으로 Sinclair ZX81을 구입했고 3 년 후 Commadore 64를 구입했습니다. 1987 년 복제),이 주제에 대해 30 년간의 "필드 데이터"가 있습니다.

87 년에 첫 번째 IBM 클론을 시작점 (640k RAM 및 32MB 하드 드라이브 포함)으로 사용하더라도 18 개월마다 2를 곱하면 오늘 10GB의 RAM과 1TB 하드 드라이브가 생깁니다. 잠깐만 !!!! 오늘날 책상 위에있는 것보다 RAM이 너무 많고 HD가 적습니다.

이 "법칙"이 미래로의 컴퓨터 전력의 기하 급수적 증가에 대한 일반적인 기대로 의도 된 것을 고려할 때, 나는 그것이 본질적으로 30 년이 넘는 정확한 정확성에 대해 솔직히 충격을 받았다. "민간 우주 여행", "개인용 로봇"및 "호버 자동차"만 비슷한 지수 성장을 보인 경우. 동정.

그러나 엄격하게 사용자의 관점에서 보면 무어의 법칙은 지금 당장 빠른 속도로 유지되고있는 것 같습니다.

중재자는 여러 답변을 요약합니다.

무어의 법칙은 마이크로 칩의 트랜지스터 수를 명시 적으로 다루고 있지만, 이는 훨씬 더 큰 기술 세계에서 기하 급수적으로 발전하는 ONE SINGLE 벤치 마크에 불과합니다.

클럭 속도에 매달리면 요점이 없습니다. PassMark CPU 벤치 마크 ( http://www.cpubenchmark.net/high_end_cpus.html) 만 살펴보면 매일 컴퓨터가 훨씬 강력 해지고 있습니다.

칩의 트랜지스터 수는 오늘날의 컴퓨터 성능을 향상시키는 데있어 한 가지 요소 일뿐입니다.

비록 나는 무어도 아니고 그를 모르지만, 그의 법은 더 넓은 의미에서 컴퓨팅 능력의 기하 급수적 인 증가를 예측하려는 시도라고 추측하고 있습니다. 그는 "컴퓨터 전력이 2 년마다 두 배로 늘어날 것"이라는 훨씬 더 "모호하고 증명하기 어려운"주장과는 달리 "칩상의 트랜지스터 수"를 CONCRETE 및 가장 중요한 QUANTIFIABLE 척도로 선택합니다. 그의 이론을 증명하기 위해, 쉽게 측정 할 수있는 무언가가 척도로 필요했습니다. 그러나 나는 여기서 사지로 나가서 그가 컴퓨터의 모든 측면을 다루는 더 큰 추세를 예측하고 있다고 제안합니다.

우리는 여전히 프로세서를 더 빠르게 실리콘으로 만들 수 있지만 (너무 빠르지 는는 않지만)이 시점에서 프로세서 (또는 코어)를 더 작게 만들고 다이에 더 넣는 것이 더 저렴하고 더 효율적입니다. 트랜지스터 스위칭 속도 측면에서 그래 핀 과 같은 최신 재료 는 물 에서 실리콘을 제거 하지만 아직 제조 공정을 마스터하지는 못했습니다. 좀 더 빠른 속도가 올 것입니다.