क्या सीपीयू की गति ने पहले ही मूर का कानून तोड़ दिया है?


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मुझे याद है कि 1995 के आसपास कुछ समय के लिए 75 मेगाहर्ट्ज की सीपीयू स्पीड वाला कंप्यूटर था।

फिर 1997 के आसपास कुछ साल बाद 211 मेगाहर्ट्ज था।

फिर कुछ साल बाद 2000 के आसपास जो कि 1.8 गीगाहर्ट्ज की तरह था, फिर 2003 के आसपास एक था जो लगभग 3 गीगाहर्ट्ज़ था।

अब लगभग 8 साल बाद वे अभी भी 3 गीगाहर्ट्ज़ पर अधिकतम हैं। क्या यह मूर के कानून के कारण है?

जवाबों:


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पहली बात, यह याद रखें कि मूर का कानून कोई कानून नहीं है, यह सिर्फ एक अवलोकन है। और यह गति के साथ नहीं है, वैसे भी सीधे नहीं है।

मूल रूप से यह सिर्फ एक अवलोकन था कि घटक घनत्व प्रत्येक [समय अवधि] के आसपास बहुत अधिक हो जाता है, यही है, गति के साथ कुछ नहीं करना है।
एक साइड इफेक्ट के रूप में, इसने प्रभावी रूप से दोनों चीजों को तेजी से बनाया (एक ही चिप पर अधिक चीजें, दूरियां करीब हैं) और सस्ता (कम चिप्स की आवश्यकता, अधिक चिप्स प्रति सिलिकॉन वेफर)।

हालांकि सीमाएं हैं। जैसे ही चिप डिजाइन मूर के नियम का पालन करता है और घटक छोटे हो जाते हैं, नए प्रभाव दिखाई देते हैं। जैसे-जैसे घटक छोटे होते जाते हैं, उन्हें उनके आकार के सापेक्ष अधिक सतह क्षेत्र मिलता है, और वर्तमान लीक हो जाता है, इसलिए यह आपको चिप में अधिक बिजली पंप करने की आवश्यकता है। अंततः आप पर्याप्त रस खो देते हैं जो आप चिप को गर्म करते हैं और जितना उपयोग कर सकते हैं उससे अधिक वर्तमान बर्बाद करते हैं।

हालांकि मुझे यकीन नहीं है, यह शायद वर्तमान गति सीमा है, कि घटक इतने छोटे हैं कि वे इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्थिर बनाने के लिए कठिन हैं। इसमें कुछ मदद करने के लिए नई सामग्री है, लेकिन जब तक कुछ बेतहाशा नई सामग्री दिखाई नहीं देती (हीरे, ग्राफीन) हम कच्चे मेगाहर्ट्ज सीमा के करीब पहुंचने वाले हैं।

उस ने कहा, सीपीयू मेगाहर्ट्ज कंप्यूटर की गति नहीं है, ठीक उसी तरह जैसे कि अश्वशक्ति एक कार के लिए गति नहीं है। तेजी से शीर्ष मेगाहर्ट्ज संख्या के बिना चीजों को तेज करने के कई तरीके हैं।

LATE EDIT

मूर के नियम को हमेशा एक प्रक्रिया के रूप में संदर्भित किया जाता है, कि आप कुछ नियमित दोहराए जाने वाले समय पर चिप्स पर घनत्व को दोगुना कर सकते हैं। अब ऐसा लगता है कि उप -20nm प्रक्रिया ठप हो सकती है। नई मेमोरी को पुरानी मेमोरी की तरह ही प्रोसेस किया जा रहा है । हां, यह एक एकल बिंदु है, लेकिन यह भविष्य का अग्रदूत हो सकता है।

अन्य लेट एडिट एक ए.आर.एस टेक्निका अनुच्छेद सभी लेकिन इसे मृत घोषित करते हैं । 50 साल से आपके पास होने में मज़ा था।


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यह कहना बहुत महत्वपूर्ण है कि एक 3GHz i7, कहते हैं, एक 3GHz P4 की तुलना में तेज़ी का क्रम है - और वह घड़ी की गति बहुत तेज़ हो सकती है, वे बस बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं और अतिरिक्त कोर जोड़ने में अंतर होता है।
फोसिी

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"मूर का कानून एक कानून नहीं है, यह सिर्फ एक अवलोकन है" तकनीकी रूप से यह कोई भी कानून है: बस एक अवलोकन (जैसे कि केप्लर का अवलोकन जो किसी ग्रह से जुड़ने वाली रेखा और सूर्य समान समय अंतराल के दौरान समान क्षेत्रों को बाहर निकालता है; टी पता है कि ग्रहों ने ऐसा क्यों किया, उन्होंने सिर्फ यह देखा कि उन्होंने क्या किया )। भौतिकी में इस शब्द का उपयोग बहुत अधिक दृढ़ता से किया जाता है (इसका अर्थ है: आक्रमण करने योग्य)।
मड

बहुत अच्छा अंतिम बिंदु, ऐसा लगता है जबकि सीपीयू की गति ने अन्य क्षेत्रों (अर्थात् डिस्क की गति) को स्थिर कर दिया है, आज के कंप्यूटरों को कई सालों पहले की तुलना में बहुत बेहतर बना दिया है
डग टी।

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@ डग टी; सीपीयू की गति / नहीं / स्थिर है। को फिर से देखें मेगाहर्ट्ज मिथक । घड़ी की गति तेज़ नहीं हुई है, लेकिन प्रत्येक घड़ी चक्र में एक प्रोसेसर 'प्रोसेस' कितना बढ़ गया है, और कुछ प्रोसेसर - जैसे कि i7 - अपनी घड़ी की गति 1-1.5 गीगाहर्ट्ज़ बढ़ाने के साथ काफी खुश हैं, यदि आप ले सकते हैं गर्मी दूर करें और बिजली की आपूर्ति करें। अगर एक भी धागा किसी और चीज की तुलना में बहुत अधिक मांग कर रहा है, तो वे भी गति देंगे। ऊष्मा उत्पादन के कारण घड़ी की गति बढ़ाना किसी भी अधिक प्रभावी नहीं है।
फशी

1
मूर ने वास्तव में अपने मूल कागज में ट्रांजिस्टर के आकार या घनत्व के बारे में कुछ नहीं कहा। वह ट्रांजिस्टर / पैकेज के बारे में बात कर रहा था। वह उपज (ट्रांजिस्टर का प्रतिशत जो अच्छा है) बनाम पैकेजिंग लागत के बारे में एक अवलोकन कर रहा था । 1965 से 1975 के बीच हुई दोहरीकरण का अधिकांश हिस्सा वास्तव में बड़े चिप्स के कारण था। या तो बड़े चिप्स या 3 डी स्टैकिंग के कारण ट्रांजिस्टर / पैकेज के कुछ दोहरीकरण शेष हो सकते हैं।
भटकते हुए तर्क

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2
ट्रांजिस्टर का घनत्व खाइयों, फाटकों आदि के आकार जैसी चीजों द्वारा सीमित है। वर्तमान प्रौद्योगिकियां केवल कुछ परमाणुओं की ऑक्साइड मोटाई के साथ द्वार बना रही हैं। एक बार जब आप लगभग 3-4 परमाणुओं के गेट ऑक्साइड में पहुंच जाते हैं, तो यह देखने में मुश्किल हो जाता है कि आगे कहां जाना है।
जल्दी_अगले

@quickly_now ... गेट का उपयोग करना बंद करें? कोई संदेह नहीं कि ठोस राज्य एक बार सस्ता होने के बाद अतिरिक्त संभावनाएं प्रदान करेगा।
बेनामी टाइप

@quickly_now: नैनो तकनीक पर, और एक बार विलक्षणता होने पर, क्वांटम प्रौद्योगिकी के अकल्पनीय स्थानों में जल्दी से!
पैराडायराईड

हा हा हा ... कुछ सीमाएँ हैं जो भौतिकी के नियम निर्धारित करती हैं। फिर भी, ऑपरेशन की आवृत्ति अलग बात है ...
जल्दी

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जितनी तेज गति से वोल्टेज की बूंदों में एक सुसंगत संकेत बनाने के लिए उतनी ही तेज गति होनी चाहिए। वोल्टेज जितना बड़ा होता है, उतनी ही अधिक बिजली की आवश्यकता होती है। जितनी अधिक बिजली की आवश्यकता होगी, उतनी ही अधिक गर्मी आपकी चिप को बंद कर देगी। यह चिप्स को तेजी से गिराता है और उन्हें धीमा कर देता है।

एक निश्चित बिंदु पर, घड़ी की गति को और अधिक बढ़ाने के लिए बस इसके लायक नहीं है, क्योंकि बढ़ा हुआ तापमान एक और कोर को जोड़ने की तुलना में अधिक होगा। यही कारण है कि कोर की संख्या में वृद्धि हुई है।

अधिक कोर जोड़ने से, गर्मी रैखिक रूप से बढ़ जाती है। यानी घड़ी की गति और पावर ड्रॉ के बीच एक निरंतर अनुपात है। तेजी से कोर बनाने से, गर्मी और घड़ी के सिलसिले के बीच एक द्विघात संबंध होता है। जब दो अनुपात समान होते हैं, तो एक और कोर प्राप्त करने का समय।

यह मूर के कानून से स्वतंत्र है, लेकिन चूंकि प्रश्न घड़ी चक्रों की संख्या के बारे में है, न कि ट्रांजिस्टर की संख्या के बारे में, यह स्पष्टीकरण अधिक उपयुक्त लगता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मूर का कानून हालांकि खुद की सीमाएं देता है।

EDIT: अधिक ट्रांजिस्टर का मतलब है प्रति घड़ी चक्र में अधिक काम किया जाता है। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण मीट्रिक होता है जिसे कभी-कभी अनदेखा कर दिया जाता है (2Ghz CPU आउटपरफॉर्म करने के लिए 3Ghz CPU संभव है) और यह आज नवाचार का एक प्रमुख क्षेत्र है। इसलिए भले ही घड़ी की गति स्थिर रही हो, प्रोसेसर तेजी से इस अर्थ में हो रहे हैं कि वे प्रति यूनिट समय में अधिक काम कर सकते हैं।

EDIT 2: यहां एक दिलचस्प लिंक दिया गया है जिसमें संबंधित विषयों पर अधिक जानकारी है। आपको यह मददगार लग सकता है।

EDIT 3: कुल घड़ी चक्रों की संख्या से संबंधित (कोर की संख्या * कोर प्रति घड़ी चक्र) समानता का मुद्दा है। यदि कोई प्रोग्राम इसके निर्देश को समानांतर नहीं कर सकता है, तो आपके पास अधिक कोर होने का मतलब कुछ भी नहीं है। यह एक समय में एक ही उपयोग कर सकता है। यह आज की तुलना में बहुत बड़ी समस्या हुआ करती थी। अधिकांश भाषाएं आज की तुलना में समानता का समर्थन करती हैं, जितना वे करते थे, और कुछ भाषाएं (ज्यादातर कार्यात्मक प्रोग्रामिंग भाषाएं) हैं, जिन्होंने इसे भाषा का एक मुख्य हिस्सा बना दिया है ( उदाहरण के लिए , इरलांग , एडा और गो देखें )।


+1 - यह घनत्व + गति + ताप = मूर के नियम को जोड़ने वाले प्रश्न का उत्तर है।
SChepurin

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मूर के कानून ने भविष्यवाणी की कि ट्रांजिस्टर की संख्या हर 18 महीने में दोगुनी हो जाएगी। अतीत में, इसका मतलब था कि घड़ी की गति दोगुनी हो सकती है। एक बार जब हमें लगभग 3 ghz मिला, तो हार्डवेयर निर्माताओं ने महसूस किया कि वे प्रकाश की गति की गति के विरुद्ध थे।

याद रखें कि प्रकाश की गति 299,792,458 मीटर / सेकंड कैसे है? इसका मतलब है कि एक 3ghz मशीन प्रकाश पर प्रत्येक घड़ी चक्र के एक तिहाई के बारे में यात्रा करेगा। वह प्रकाश हवा से यात्रा कर रहा है। इस बात का ध्यान रखें कि बिजली उससे भी धीमी है, और यह कि गेट और ट्रांजिस्टर भी धीमे हैं और बहुत कुछ नहीं है जो आप उस समय में कर सकते हैं। नतीजतन, घड़ी की गति वास्तव में थोड़ी कम हो गई और इसके बजाय हार्डवेयर कई कोर की ओर बढ़ गया।

हर्ब सटर ने अपने 2005 के "फ्री लंच इज ओवर" लेख में इस बारे में बात की है:

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


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c / 3GHz = 9.993cm google.com/search?q=(299792458m/s)/(3e9/s)= - quickly_nowटिप्पणी को ध्यान में रखते हुए, एक संकेत लगभग 6cm प्रति 3GHz घड़ी की टिक की यात्रा कर सकता है। वह बहुत दूर नहीं है।
टायलरएल

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लगभग 500GHz में सिलिकॉन क्रेप्स; कार्बन नैनोट्यूब जाओ> 4THz। यह अपव्यय और अंतर्संबंध हैं जो आज के चिप्स को सीमित करते हैं। हमें एक लंबा रास्ता तय करना है।
tyblu

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@tyblu - प्रकाश एक 4THz घड़ी की टिक में 75 माइक्रोन यात्रा करता है। आप कैसे संभवत: इसके साथ कोई उपयोगी सर्किट बनाने की उम्मीद कर सकते हैं जो मुझसे परे है।
टायलरल

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@tylerl, मैं नहीं, लेकिन मुझे उम्मीद है कि हमारे बच्चे इसका पता लगाएंगे! ;)
टाइब्लू

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@tylerl, वर्तमान ट्रांजिस्टर लगभग 0.3 माइक्रोन हैं, इसलिए 75 माइक्रोन को उनमें से ~ 250 में सिग्नल मिल सकता है, मुझे लगता है कि मैं इसे उपयोगी कहूंगा।
हाइडारल

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सिलिकॉन आधारित चिप्स की सामान्य घड़ी की सीमा 5 गीगाहर्ट्ज़ है या इससे पहले कि वे सचमुच पिघलना शुरू करें। गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) का उपयोग करने पर शोध किया गया था , जो चिप्स को उच्चतर घड़ी दरों की अनुमति देगा, जैसे कि सैकड़ों गीगाहर्ट्ज में, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि यह कितनी दूर है।

लेकिन मूर की विधि को चिप पर ट्रांजिस्टर के साथ प्रदर्शन या घड़ी की गति के साथ करना पड़ता है। और उस संबंध में, मुझे लगता है कि आप कह सकते हैं कि हम अभी भी एक ही चिप पर कई प्रसंस्करण कोर में शाखाओं को हटाकर मूर के कानून के साथ चल रहे हैं।

मूर के कानून पर विकिपीडिया लेख के अनुसार , 2015 तक इसे बनाए रखने की उम्मीद है।

यदि आप एक और तरीका जानना चाहते हैं जिसमें हम एक ही घड़ी की गति पर तेज प्रोसेसर रख सकते हैं, तो इसे उन निर्देशों की संख्या के साथ भी करना है जो प्रति घड़ी पल्स को पूरा कर सकते हैं। पिछले वर्षों में यह संख्या लगातार बढ़ी है।

प्रति सेकंड निर्देशों की समयरेखा प्रति घड़ी चक्र के निर्देशों की संख्या का एक अच्छा चार्ट है।


+1 यह उल्लेख करने के लिए कि कोर गीगाहर्ट्ज़ को बढ़ाने के विकल्प के रूप में बढ़ रहे हैं
मैथ्यू लॉक

आशा है कि वे उस 100GHz सीपीयू की गति को पकड़ने के लिए RAM प्राप्त कर सकते हैं ...
LawrenceC

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मैं एक ईई या भौतिकी विशेषज्ञ नहीं हूं, लेकिन मैंने 1981 से हर तीन से चार साल में कंप्यूटर खरीदे हैं ('81 में मैंने अपना पहला, एक सिनक्लेयर ZX81 और तीन साल बाद एक कॉमेडोर 64, खिलौने वास्तव में खरीदे हैं, और फिर मेरा पहला आईबीएम है) 1987 में क्लोन), इसलिए मेरे पास इस विषय पर 30 साल का "फ़ील्ड डेटा" है।

यहां तक ​​कि '87 में मेरे पहले आईबीएम क्लोन का उपयोग शुरुआती बिंदु के रूप में किया गया था (जिसमें 640k RAM और 32MB हार्ड ड्राइव था), हर 18 महीने में दो बार सब कुछ गुणा करके मुझे आज 10GB RAM और 1TB हार्ड ड्राइव मिलती है। DAMN बंद करो !!!! आज मेरी मेज पर बैठने की तुलना में बस थोड़ी बहुत रैम और थोड़ी कम एचडी है।

यह देखते हुए कि इस "कानून" का स्पष्ट रूप से भविष्य में कंप्यूटर शक्ति के घातीय विकास की एक सामान्य उम्मीद के रूप में इरादा था, मुझे अनिवार्य रूप से तीन दशकों में यह कितना सटीक था, इस पर झटका लगा। यदि केवल "नागरिक अंतरिक्ष यात्रा", "व्यक्तिगत रोबोट" और "होवर कार" में समान वृद्धि देखी गई। अफ़सोस की बात है।

लेकिन एक मजबूत उपयोगकर्ता के नजरिए से, मूर की विधि अभी के लिए तेजी पकड़ रही है।


मॉडरेटर कई जवाब देता है:

हालांकि मूर का नियम स्पष्ट रूप से एक माइक्रोचिप में ट्रांजिस्टर की संख्या से संबंधित है, लेकिन यह एक बहुत अधिक बेंचमार्क बेंचमार्क बेंचमार्क है जो एक घातीय दर पर आगे बढ़ रहा है।

घड़ी की गति पर लटका हुआ पाने के लिए बिंदु चूक जाता है। केवल PassMark CPU बेंचमार्क को देखने की आवश्यकता है: http://www.cpubenchmark.net/high_end_cpus.html , यह देखने के लिए कि कंप्यूटर बहुत अधिक शक्तिशाली हर दिन प्राप्त कर रहे हैं।

एक चिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या आज की कंप्यूटर शक्ति बढ़ाने में केवल एक घटक है।

यद्यपि मैं मूर नहीं हूं और न ही मैं उसे जानता हूं, मैं अनुमान लगा रहा हूं कि व्यापक अर्थ में उसका कानून कंप्यूटिंग शक्ति में घातीय वृद्धि की भविष्यवाणी करने का एक प्रयास था। वह एक CONCRETE के रूप में "चिप पर ट्रांजिस्टर की संख्या" चुनते हैं और सबसे महत्वपूर्ण, QUANTIFIABLE यार्डस्टिक के रूप में बहुत अधिक "अस्पष्ट और मुश्किल साबित करने के लिए" जोर देते हैं कि "कंप्यूटर की शक्ति हर दो साल में दोगुनी हो जाएगी"। अपने सिद्धांत को साबित करने के लिए, स्पष्ट रूप से आसानी से मापी जा सकने वाली चीज की जरूरत थी। लेकिन मैं यहां एक अंग पर निकलूंगा और सुझाव दूंगा कि वह कंप्यूटर के हर पहलू से निपटने के लिए एक बड़े रुझान की भविष्यवाणी कर रहा था।


यह बिल्कुल सटीक नहीं था, यह आंशिक रूप से एक स्व-पूर्ति भविष्यवाणी भी थी क्योंकि यह अक्सर इंटेल और दूसरों को सक्रिय रूप से इसका पीछा करते हुए सुना गया है। मैं निश्चित रूप से जानता हूँ कि संभवतः उनका एकमात्र विचार नहीं हो सकता। "शक्ति" के बारे में हालांकि उन्होंने इसे निश्चित रूप से तोड़ दिया, क्योंकि कम से कम आजकल उसी पैसे के प्रदर्शन को 'दोगुना' करने में लग जाते हैं। 10+ साल पहले और वापस आने में लगभग एक साल लगा।
j riv

1

हम अभी भी प्रोसेसर को सिलिकॉन के साथ तेजी से आगे बढ़ा सकते हैं (लेकिन बहुत तेज नहीं), लेकिन इस बिंदु पर यह प्रोसेसर (या उनके कोर) को छोटा करने के लिए सस्ता / अधिक कुशल है, और उनमें से अधिक को एक मरने पर सामान करता है। ट्रांजिस्टर स्विचिंग गति के संदर्भ में नई सामग्री जैसे ग्राफीन ब्लो सिलिकॉन पानी से बाहर निकलती है , लेकिन हमारे पास अभी निर्माण प्रक्रिया में महारत हासिल है। धैर्य रखें, अधिक गति आएगी, संभवत: बाद में।

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