Siamo al limite della legge di Moore. Parola di AMD

Siamo al limite della legge di Moore. Parola di AMD

La compagnia di Sunnyvale osserva come la legge di Moore stia rapidamente arrivando al proprio limite, dal momento che il progresso nel campo dei semiconduttori non è più economicamente sostenibile al ritmo da essa scandito

di Andrea Bai pubblicata il , alle 14:31 nel canale Scienza e tecnologia
AMD
 

Il passo del progresso nel settore dei semiconduttori è stato scandito nel corso di questi ultimi 50 anni dalla ben nota "legge di Moore", la quale afferma come il numero di transistor dei circuiti integrati raddoppi ogni due anni. Vi sono una serie di compagnie che affermano come la sempre viva necessità di prestazioni, efficienza energetica e capacità di comunicazioni renderanno la legge di Moore ancor valida per lungo tempo.

AMD è invece una voce fuori dal coro: secondo la compagnia di Sunnyvale la legge di Moore è già avviata al raggiungimento del suo limite, dal momento che le nuove tecnologie di processo non corrispondono necessariamente ad una efficienza di tipo economico.

La legge di Moore è stata enunciata in varie formulazioni e AMD prende a riferimento proprio la versione che più pone l'accento sull'aspetto economico. John Gustafson, chief graphics product architet per AMD, ha affermato nel corso di un'intervista al sito web The Inquirer: "Si può vedere come la Legge di Moore stia rallentando. L'originale enunciato della legge afferma che il numero dei transistor che si possono produrre in modo economicamente sostenibile raddoppia ogni due anni. E' stata ripresa in molte altre forme, ma è ciò che egli ha originariamente affermato".

Di norma tutti i produttori di semiconduttori introducono nuove tecnologie di processo ogni 18-24 mesi. Ngli anni recenti questo ritmo è leggermente variato dal momento che lo sviluppo dei processi produttivi e la realizzazione di nuovi stabilimenti (o l'adattamento degli esistenti) sono operazioni divenute sempre più costose. Intel continua ad introdurre nuovi processi produttivi ogni due anni, dimostrando la validità "economica" della legge di Moore. Intel crede che le nuove tecnologie di processo le permetteranno di integrare più funzionalità nei chip mantenendo i prezzi relativamente stabili. L'azienda di Santa Clara è però una delle poche compagnie capace di produrre volumi particolarmente elevati di chip tali da poter coprire i costi di sviluppo ma anche nonostante questo, Intel sta avendo qualche difficoltà a giustificare agli investitori gli sforzi economici messi in atto per la produzione di semiconduttori.

Per molte compagnie ogni passaggio ad un nuovo nodo produttivo rappresenta un costo di decine o centinana di milioni di dollari. AMD è convinta di poter bilanciare la densità di transistor dei suoi chip in maniera da massimizzare gli effetti economici sulle nuove tecnologie produttive il che, in altri termini, si traduce in un ciclo di vita più esteso per ogni tecnologia di processo. A tal proposito afferma Gustafson: "Vogliamo cercare il giusto punto di equilibrio, poiché se il numero di transistor è troppo basso o troppo alto, il costo per transistor è sempre troppo elevato. Abbiamo atteso il passaggio dai 28 ai 20 nanometri, e sta avvenendo in un tempo più lungo di quanto la legge di Moore abbia predetto. Sto dicendo che stiamo vedendo l'inizio della fine della legge di Moore".

Gli altri player del settore credono invece che la validità legge di Moore continuerà per ancora molti anni, dal momento che la domanda per le prestazioni dei chip mobile e dei processori per supercomputer implicano un incremento del numero di transistor senza che cresca il consumo energetico. Inoltre i moderni SoC (system-on-chip) stanno rapidamente arricchendosi con nuove funzionalità, che anche in questo caso richiederanno un maggior numero di transistor al loro interno.

28 Commenti
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TecnologY05 Aprile 2013, 15:24 #1
C'è il grafene che si sta scaldando per entrare
dobermann7705 Aprile 2013, 16:10 #2
AMD ha lo stato dell'arte delle tecnologie attuali.
Sappiamo ad esempio che il trigate di Intel è inferiore alle tecnologie concorrenti
(anche se in compenso è uscito molto prima).

Credo sia stata un po' una "boutade" per non svelare che hanno gia' prodotti funzionanti a 14 nm.
alexdal05 Aprile 2013, 16:35 #3
Quello che non ho mai capito è che i bit devono avere solo due stati 5v o zero

Ma se un bit fosse di piu' stati diversi, almeno per i campi memoria, ma anche nei flag, si avrebbe una espansione esponenziale.

Prendendo spunto dal cervello, il quale e' molto lento ma ha ramificazioni che fanno in modo che un singolo neurone (bit) abbia decine o centinaia di connessioni. in maniera tridimensionale.

Mi sembra che sia meglio di un foglio piatto con sole entrate o porte chiuse.

Quindi una volta che trovano un modo da fare i processori in 3d e con piu' stati si potrebbe avere, a parita' di tempi o di spazio o di celle
una potenza milioni di volte piu' potente.

Quindi i limiti non sono ancora scritti.

E in un futuro lontano quando si avra' accesso alle particelle subatomiche e si potra' programmare un singolo quark il quale e' composto di stringhe enormi (nella loro piccolezza infinita)
Potremmo avere la potenza di tutti i supercomputer in una frazione di atomo.

Se vedo i progressi degli ultimi 50 anni, figuriamoci tra 50mila
Davilon8505 Aprile 2013, 17:07 #4
@alexdal

Guarda che forse la stai guardando dal punto di vista errato.
Il cervello ha si neuroni con molte connessioni ma ogni connessione ha 1 entrata e 1 uscita.
Proprio come transistor. O passa corrente o non passa corrente.

I Bit poi sono solo una rappresentazione informatica di ciò che accade a livello elettrico.
Floris05 Aprile 2013, 20:53 #5
Originariamente inviato da: alexdal
Quello che non ho mai capito è che i bit devono avere solo due stati 5v o zero

Nelle tecnologie attuali, si utilizzano due soli bit di stato per due motivi principalmente:
- Facilità di riconoscimento: poichè gli stati di un bit sono codificati tramite valori di tensione, che sono suscettibili di interferenze ed errori di misura, è più facile discernere due stati di tensione invece di tre, quattro o più
- Complessità: la progettazione di circuiti base (porte logiche) che utilizzano più di due stati è più complicata.
Sono comunque stati fatti esperimenti relativamente a calcolatori con bit a tre valori. Il risultato è che il gioco non vale la candela.
Originariamente inviato da: alexdal
Ma se un bit fosse di piu' stati diversi, almeno per i campi memoria, ma anche nei flag, si avrebbe una espansione esponenziale.

In riferimento all'elettronica classica (e non quantistica) l'introduzione di nuovi stati porterebbe solo ad un risparmio polinomiale nello spazio di memoria che si ripercuoterebbe comunque in modo polinomiale sulla complessità e quindi realizzazione dei circuiti. In definitiva il guadagno in termini prestazionali sarebbe trascurabile. Comunque l'idea non è totalmente sbagliata ed è in un certo qual modo quello che cerca di fare l'elettronica quantistica. Tuttavia l'elettronica quantistica gode di proprietà non trasferibili a quella classica ed infatti un computer quantistico può risolvere efficientemente un maggior numero di problemi rispetto ad un computer classico.
dave4mame05 Aprile 2013, 21:58 #6
ma la legge di moore non parlava di 18 mesi?
moddingpark05 Aprile 2013, 22:18 #7
Io ho sempre trovato la Legge di Moore come una forzatura, una tabella di marcia più che un qualcosa di presente in natura e dimostrabile tramite formule concrete.

E la costanza (soprattutto di Intel) nel seguire passo-passo la Legge di Moore mi è sempre sembrata anch'essa una forzatura, un modo per non far notare agli altri "player" minori che quello che tempo fa disse il co-fondatore di Intel potesse essere una fandonia.
rockroll06 Aprile 2013, 02:21 #8
Originariamente inviato da: moddingpark
Io ho sempre trovato la Legge di Moore come una forzatura, una tabella di marcia più che un qualcosa di presente in natura e dimostrabile tramite formule concrete.

E la costanza (soprattutto di Intel) nel seguire passo-passo la Legge di Moore mi è sempre sembrata anch'essa una forzatura, un modo per non far notare agli altri "player" minori che quello che tempo fa disse il co-fondatore di Intel potesse essere una fandonia.



Condivido perfettamente la prima parte del tuo intervento, per la seconda direi che si tratta da parte di Intel di una sfida contro se stessa, un ottuso incaponimento, indipendentemente dal rispetto del pensiero del padre fondatore ed addirittura dalle convenienze economiche.

Come si può testardamente parlare ancora di raddoppio di transistor ogni due anni quando siamo vicini ai limiti fisici di questi componenti per le tecnologie allo stato dell'arte idustrialmente utilizzabili?
E poi raddoppio di che? di transistor? cioè di quegli oggetti che si basano da 50 anni sullo stesso identico principio di funzionamento? Mi vien da ridere pensando ai motori a scoppio...

E' ovvio che si tratta di andamenti non lineari, anche se possono apparire tali nel breve periodo (pochi bienni di osservazione); cioè si tratta di incrementi non costanti nel tempo, ma tendenti asintoticamente a scemare in prossimità dei limiti relativi a quella specifica tecnologia, salvo riprendere analogo andamento di incremento asintotico in presenza di tecnologia radicalmente innovativa. Ma allora non parleremo più di "transistor", ma chi sa di quali altre diavolerie legate a qualche altro stato della materia e di consegienza a tutt'altro pricipio fisico (per dire, non più motore a scoppio a pistoni ma ... invento ... rotativo a turbine a fusione fredda....).

Per ora lasciamo pure che Intel si crogioli nella sua immensa presunzione, e si inviluppi negli ingorghi della sua testardaggine (anche qui mi vien da ridere, e penso per analogia a certe ultime politiche Microsoft...).

Queste situazioni voglio proprio vedere come vanno a finire, e voglio godermele tutte, tanto non siamo lontani dalla resa dei conti.
hibone06 Aprile 2013, 03:08 #9

un bit a tre stati? e come fai a chiamare "cifra binaria" una quantità che assume tre valori?



PS.
al di la del fatto che in "la legge di Moore" la parola "legge" va intesa con lo stesso significato che ha in "la legge di murphy" e non con il significato che ha in "prima legge della meccanica" ( non è un principio incontrovertibile ma una realtà empirica) la Intel, pur essendo nata solo un anno dopo AMD, è rimasta al palo ed ha rischiato il fallimento. AMD invece è diventata un colosso a livello mondiale tanto da aver fatto la storia dei microprocessori.
rockroll06 Aprile 2013, 04:35 #10
Originariamente inviato da: Floris
Nelle tecnologie attuali, si utilizzano due soli bit di stato per due motivi principalmente:
- Facilità di riconoscimento: poichè gli stati di un bit sono codificati tramite valori di tensione, che sono suscettibili di interferenze ed errori di misura, è più facile discernere due stati di tensione invece di tre, quattro o più
- Complessità: la progettazione di circuiti base (porte logiche) che utilizzano più di due stati è più complicata.
Sono comunque stati fatti esperimenti relativamente a calcolatori con bit a tre valori. Il risultato è che il gioco non vale la candela.

In riferimento all'elettronica classica (e non quantistica) l'introduzione di nuovi stati porterebbe solo ad un risparmio polinomiale nello spazio di memoria che si ripercuoterebbe comunque in modo polinomiale sulla complessità e quindi realizzazione dei circuiti. In definitiva il guadagno in termini prestazionali sarebbe trascurabile. Comunque l'idea non è totalmente sbagliata ed è in un certo qual modo quello che cerca di fare l'elettronica quantistica. Tuttavia l'elettronica quantistica gode di proprietà non trasferibili a quella classica ed infatti un computer quantistico può risolvere efficientemente un maggior numero di problemi rispetto ad un computer classico.



Posso essere daccordo sul fatto che la logica binaria sia più facilmente trattabile e sopratutto alquanto più conveniente per quel che riguarda l'eleborazione (per lo stesso motivo logico per cui è più semplice ed efficiente una ricerca dicotomica piuttosto che tri o Ncotomica), ma sicuramente per quel che riguarda la densità di informazione (ovvero efficienza di memorizzazione) è conveniente usare una base superiore al 2.
Il problema di facilità o meglio sicurezza di riconoscimento che poni è verissimo ma ovviabile: nasce dal fatto che utilizziamo valori analogici (tensione 0 o +5) purtroppo soggetti ad interferenze per figurere due stati binari (off ed on), e questo ci ha costretto storicamente, quando le precisioni di rilevamente erano molto più rozze delle attuali, a far uso di solo due stati di "memorizzazione", anzichè ad esempio 256 (da 0 a 255) di modo che un Bit potesse essere quello che per noi è un Byte, con densità di memorizzazione 8 volte superiore, e senza alcuna aggiunta di complessità HW/SW rispetto alla logica binaria di eleborazione, visto che la stessa tratta praticamente sempre il Byte e non il Bit a livello di entità minima e lavora sempre a livello di Byte o suo multiplo come indirizzamento, e quando tratta il Bit lo fa a livello di logica booleana con maschera sull'intero Byte.
Quando, mi auguro in un prossimo futuro, potremmo individuare, magari grazie a nanotecnologie, un numero N di stati DIGITALI di nanoelementi stabili e sicuramente riconoscibili e reimpostabili, con N potenza di 2 possibilmente pari a 256 per non alterare l'attuale logica, e secondo me questo risultato è alla nostra portata a non lungo termine, avremo ad esempio SSD da 2048 GB anzichà 256 GB nello stesso spazio fisico senza colpo ferire grazia alla logica anzi alla numerazione in base 256 anzichè 2. Ovviamente analogo discorso vale per le DRAM interne.
Tutto quel che cambierebbe a livello HW è necessariamente il sistema di accesso (indirizzamente al Bit fisico), lettura (decodifica), scrittura (codifica) dell'informazione, che oltretutto risulterebbe semplificato rispetto all'attuale: un effetti basterebbe un piccolo intervento sul FW di queste unità di memoria speciali.

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