Vědci již vyvíjejí 3D procesory chlazené zevnitř miniaturními kanálky šířky lidského vlasu, jež obsahují chladící tekutinu měnící se v plyn a poté opět kondenzující. Tato technologie se aktuálně zkoumá v rámci projektu CMOSAIC týmem z EPFL (švýcarská ?Ecole polytechnique fédérale de Lausanne?), což je sesterská organizace ETH Zurich.
IT oblast je od dob svého vzniku až dodneška neustálou honbou za většími rychlostmi. Proto jistě nepřekvapí, že vědci doufají, že se jim podaří vyvinout procesory běžně 10x rychlejší, nežli je dnes zvykem. Přitom by tyto nové procesory měly mít na 1 ccm stejný počet tranzistorů jako je neuronů v lidském mozku. To je přirozeně hodnota, jaké prozatím nikdy žádný CPU nedosáhl.
Není to tak dávno, co měly naše procesory jediné jádro. Jak ale stoupal během let výkon, zjistili brzy inženýři, že procesory začínají být při teplotách přes 85° C nespolehlivé. Za účelem překonání tohoto fyzického limitu se nakonec začaly objevovat procesory s více jádry, jež se o úlohy pěkně podělily. I dnes se nejběžněji setkáme u PC s dualcore či quadcore, ovšem výjimkou nejsou ani hodnoty znatelně vyšší.
3D procesory pokračují tam, kde skončila teorie více jader. Je tu ale přeci jen jedna zásadní změna ? jádra jsou zde ?štosována? nad sebe a nikoliv vedle sebe, jak je dnes zvykem. Vertikální stavění má tu výhodu, že lze poté jednotlivé jádra snadněji (a především rychleji) propojit. A právě v tom je veškerý trik ? data díky tomu totiž tečou mezi jádry až 10x rychleji.
Prvních 3D procesorů se máme dočkat u superpočítačů kolem roku 2015 a cca někdy v 2020 i u běžných produktů určených pro spotřebitelský trh.
Komentáře
Obavam se, ze se jeda o tu
Obavam se, ze se jeda o tu samou pisnicku, kterou zpiva jiz mnoho firem nekolik let.
3D (ve smyslu stacked die) procesory a jine obvody jsou dnes bezne k dostani. Mozna to chlazeni neco prinese, otazkou je, za kolik a ceho se tim skutecne docili.
Skutecnym nejvetsim problem je dosavadni nekolikaleta stagnace zakladnich technologii (HW a mnohde i SW) a naprosta technologicka impotence ohledne skutecne novych levnych high-speed procesu. Obavam se, ze ani brzkych 22nm to moc nevytrhne ...
A teď tu o Červené Karkulce...
Když jsme uviděl autora, pomyslel jsem si: čím pak asi nás dnes pobaví pan Hájek? No, nezklamal jste - tolik nesmyslů, keců, bludů, dezinformací a výmyslů v jednom (rádoby seriózním) článku, jsem ještě neviděl...
1. Teplota 85 a nefunkčnost procesorů: Že logické obvody při vyšších teplotách nefungují - na to nemusíte nic zkoumat - to poznáte sám, když něco sestavíte a ono to po ohřátí nefunguje. Každý výrobce dává do datasheetu rozsah pracovních teplot. Já jsem se s tím setkal už v 80-tých letech, když jsem použil tesláckou děličku 74S112S (chodila do "neuvěřitelných" frekvencí 120 MHz). Fungovala cca 8 minut - pak začala "dělat nesmysly" a po půl hodině přestala počítat vůbec. Když jsem na ní sáhnul, spálil jsem si prst a tak jsme na toho brouka lepili epoxidem hliníkové chladicí "křidélko". Když pak přišly první 486-ky (začátkem devadesátých let) - objevily se i první chladiče na procesor...
2. Dvoujádra nevznikla kvůli snižování teploty, ale proto, že již zvyšování výkonů procesorů prostým zvyšováním frekvence narazilo na strop 4 GHz. Proto další zvýšení výkonu je možné jen paralelizací - tepelné ztráty to nijak nesnižuje: pokud dáte vedle sebe 2 (4, 8) jádra, hřeje to 2x (4x, 8x) tolik, pokud nevyvinete nějaké jiné jádro, které hřeje méně...
3. Uspořádání procesorů nad sebe "přinese řádové zvýšení výkonu (x10) za současného snížení spotřeby" - opět nesmysl. Pokud máte stejných 10 jader (abyste dosáhl 10 výpočetní výkon), tak vám budou hřát 10x tolik a je jedno, jestli je uspořádáte vedle sebe nebo nad sebe. Naopak - dáte-li je nad sebe, tak ty vnitřní vrstvy na tom budou hůř - budou se hůře chladit.
4. Jo, ono je to chlazení vyřešeno pomocí mikrokapilár... A víte, jaká je chladicí kapalina v současných heatpipe trubicích? Vesměs voda - to chcete pustit skrz procesor? A jak to chtějí vědci těsnit? (mikrokapilára z procesoru musí dál přesně navazovat na mikrokapiláru z chladiče, jinak to nebude cirkulovat... Jo a proč to vlastně chtějí tak bláznivě chladit, když navrstvením procesorů dosáhnou snížení příkonu?
5. 3-D procesory budou v superpočítačích cca v roce 2015 - tedy za 5 let. Jak dlouho trvá vývoj procesoru "na zelené louce"? 2 roky? To je přeci vidět na současných "soubojích" AMD x Intel nebo ATI x nVidia: pokud přijde některá strana s nějakou "bombou" v technologii, kterou se jí podaří hodně zvýšit výkon - druhá strana rok skřípe zubama a bagatelizuje konkurenční výhodu jako "naprosto nepodstatnou". Po roce pak marketingové oddělení začne avizovat "převratnou novinku", se kterou firma přijde cca do roka... Takže 2 roky to trvá firmám, které mají obrovský kapitál, vědecký a výrobní potenciál, obrovské zkušenosti z vývoje a výroby předchozích procesorů. A těmto kapacitám chtějí konkurovat nějací "bastlíři z univerzity"? A až se jim povede (pokud vůbec) vyvinout nějaké "schopné" jádro (tedy s příkonem Intel Atomu, ale výpočetním výkonem nejméně Intel Core To Solo), tak vzniknou nové problémy (vývojové, technologické, výrobní), jak to "navrstvit" - opět několetý vývoj, takže ten procesor nebude hotov ani do roku 2020...
6. Uvědomujete si, že výroba procesorů je "zabetována" obrovským množstvím patentů. Těmi se ty dva mološi "drží pod krkem" - takže nemůže žádný z nich vytáhnout nějaký patent, kterým by konkurenci srazil na kolena, protože konkurence udělá totéž jiným patentem. A tak si tolerují využívání svých patentů. Ale kdyby přišel někdo třetí, tak ho těmi patenty ukamenují z obou stran...
7. Mezi "vrstvenými" procesory tečou data mezi jádry až 10x rychleji - to je pěkný nesmysl. Aby se dosáhlo zvýšení výpočetního výkonu, nesmí mezi procesory téct žádná data. Pokud by data tekla, znamená to, že procesory musí počkat, až je jiný procesor spočítá a pak teprve je může použít - tedy ztráta výkonu. Paralelizací lze dosáhnout zvýšení výkonu pouze pokud si procesory "nelezou do zelí". Např. při renderingu dostane každý procesor svůj díl obrázku, který má zpracovat a "nevšímá" si druhých. Data tedy musí téct především mezi procesory a pamětí...
8. "tyto nové procesory měly mít na 1 ccm stejný počet tranzistorů jako je neuronů v lidském mozku. To je přirozeně hodnota, jaké prozatím nikdy žádný CPU nedosáhl" - tak já nevím, co tím výzkumníci chtěli říct? Mozek má cca 100 miliard neuronů. Procesory i7 cca 1 miliardu tranzistorů, Procesory i9 mají mít cca 1.5-1.7 miliardy. Když dám na kupu 100 intelů, mám stejný počet tranzistorů, jako v mozku neuronů a to ty procesory zabírají menší prostor než mozek (a to je v tom procesoru křemíku "jen trochu" - zbytek zabírá patice). Takže i současné procesory mají vyšší hustotu tranzistorů, než má mozek hustotu neuronů. Nevědomost nebo úmysl "udělat se zajímavým"? Ale proč vlastně "vědci" srovnávají tranzistor s neuronem? Chtějí tím snad naznačit, že 1 tranzistor = 1 neuron? No to snad ani nemůžou myslet vážně
PS: myslím si že nápad o "vrstvení" jader už někoho v Intelu i AMD určitě napadl a v tichosti nad tím bádají a je to hájeno nejvyšším firemním tajemstvím: dobrých a především použitelných nápadů, jak utéct konkurenci je zoufale málo. A pokud máme něco alespoň vzdáleně použitelného, čím bychom mohli "vypálit konkurenci rybník", musíme o tom mlčet až za hrob, aby se to konkurence "nedomákla" a nevypálila rybník nám...