Intel: čipy už nebudou o tolik výkonnější, zaměříme se na spotřebu

  • Intel částečně přiznal, že přichází náročný přechod
  • Nové technologie tranzistorů budou spoléhat na tunelový efekt nebo spintroniku
  • Čeká nás krize Moorova zákona?

Během posledních desítek let jsme si zvykli na tom, že čipy jsou stále výkonnější, menší a úspornější a to vše vždy v kombinaci pro daný formát zařízení. Složitost čipů v podobě počtu tranzistorů stoupá exponenciálně – zdvojnásobuje se každé dva roky, což si už v roce 1965 uvědomil především Gordon E. Moore, který tak dal základ populárnímu Moorovu zákonu. Původní verze uváděla zdvojnásobení každý rok, ale v roce 1975 byla projekce upravena na zdvojnásobení každé dva roky.

Konkrétní znění se může lišit a lze ho použít i pro další vlastnosti čipů, pamětí, pixelů za dolar, kapacitu sítě, rozlišení snímacích čipů a podobně. Několik desetiletí tento rychlý vývoj fungoval, ale i Intel už přiznává, že nás nyní čeká zpomalení a korekce.

Komplikace po 50 letech

Intel oznámil, že Moorův zákon narazí pod hranicí 10nm tranzistorů a i když IBM vyrobilo 7nm tranzistory a Intel má v plánu i 5nm tranzistory, jejich uvedení na trh už bude výrazně pomalejší. Výroba je čím dál složitější a dražší, což přináší právě časové komplikace.

Klepněte pro větší obrázek
Nejde jen o složitost čipu, ale i další vlastnosti, které mají exponenciální vývoj

Po více než 50 letech tak přichází první závažnější zpomalení, které bude znamenat komplikace v mnoha odvětvích, která dříve těžila právě z rychlého pokroku. Důvodem je to, že se musí přejít na novou technologii, která umožní vlastnosti čipů posouvat dále. Moorův zákon mluví hlavně o složitosti, ale podobný vývoj probíhá i na úrovni spotřeby. A právě na její optimalizaci se chce nyní Intel vrhnout mnohem více, než na samotné zvyšování výkonu.

Zatímco dříve byl tlak hlavně na zvyšování výkonu, v době obrovského rozmachu mobilních zařízení a extrémně úsporných datacenter a serverů je dnes důležitá hlavně spotřeba, respektive efektivita výkonu a spotřeby, nikoli pouze samotný maximální výkon.

Tunelový efekt nebo spintronika jako nejbližší trendy

Za čtyři až pět let, což odpovídá asi dvěma generacím (pravděpodobně 10 nm a 7 nm) je už Intel připraven přejít na využívání nové technologie pro výrobu čipů. I když zatím není jasné, jaká bude ta nejlepší cesta v daném časovém horizontu, už dnes se výběr zúžil na dva kandidáty – tunelový efekt (tunelové tranzistory) a spintroniku. Ani v jednom případě ale nejde o technologie, které by umožnily nějak výrazně zvýšit výkon čipů, ale jsou schopné výrazně pomoci s efektivitou a tedy i spotřebou za daný výkon.

V případě tunelových tranzistorů (TFET) neboli tranzistorů, které využívají tunelového efektu – kvantově mechanických vlastností elektronů, samotné přepínání probíhá pomocí modulování kvantového jevu skrze vrstvu. Porovnání TFET a klasického MOSFET tranzistory můžete vidět na grafu:

Klepněte pro větší obrázek

TFET tranzistory jsou sice blízko tomu, aby byly vyráběné v běžně dostupných čipech, mnohem blíže reálnému nasazení ale má spintronika, která se možná objeví v prvních čipech už příští rok.

Klepněte pro větší obrázek
Podrobný princip fungování spintronické paměti

Jak název napovídá, spintronika využívá spinu elektronu k práci s informací – uložení, zpracování a čtení. Spintronika opět znamená posun hlavně v oblasti spotřeby a tedy efektivity čipu a příští rok se s prvními čipy, které budou pracovat na této technologii, setkáme pravděpodobně u pamětí výkonných grafických karet. Dle prvních prototypů spintronických pamětí, které minulý rok ukázala například Toshiba, je možné dosáhnout až o 80 % nižší spotřeby než u běžných pamětí SRAM a to jde navíc o prototyp a první verzi.

Čekání na novou revoluci

Začíná se potvrzovat, že nás zpomalení asi čeká, avšak rozhodně to nelze považovat za konec exponenciálního technologického vývoje naší civilizace. Spíše to lze vidět jako milník, kterého bylo dosaženo se současnými materiály, výrobou a architekturou a nyní nás čeká náročnější přechod na něco zcela nového, co dovolí jít ještě níže.

Otázka ale samozřejmě zní, co přesně to bude a zda bude nová pokročilá forma technologie pro efektivnější využití hmoty pro výpočetní operace dostupná nejpozději v rámci jednotek let nebo nás čeká delší zásek. Problém totiž není, že bychom neměli dostatek nápadů, ale vše musí být možné i efektivně vyrábět s funkční ekonomikou nákladů, zisku a škálování.

Může se totiž klidně stát, že tento přechod může být podobně „řádově“ složitý jako třeba přechod z jaderného štěpení (0,1 % energie z hmoty) na termojadernou fúzi (1 % energie z hmoty). A s tímto přechodem se potýkáme už několik desítek let. Jen doufejme, že takový náročný problém nás u čipů nečeká a Moorův zákon se opět rozjede na plné obrátky.

Diskuze (62) Další článek: Internet zdarma od Facebooku narazil. Indie ho zakázala

Témata článku: Technologie, Notebooky, Byznys, Intel, Počítače, Čipy, Tablety, Superpočítače, Mobility, Čip, Moorův zákon, Snímací čip, Současný materiál, Výpočetní operace, Projekce, Spin, Obrovský rozmach, Úsporný tranzistor, Exponenciální vývoj, Rychlý vývoj, Sram, Elektron, MTC, Záměr, Efektivita výkonu, Notebooky na Heureka.cz



Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

** Sex manželských párů jen při zvláštních příležitostech. ** Ložnice ovládnou sexuální roboti s umělou inteligencí. ** I to je jeden ze závěrů Mezinárodní robotické konference.

Filip KůželJiří Liebreich
RobotiSexUmělá inteligence
Nový hit. Tahle appka vám udělá profilovku jako od pouličního ilustrátora

Nový hit. Tahle appka vám udělá profilovku jako od pouličního ilustrátora

** Aplikace NewProfilePic se na Androidu stala hitem ** Můžete si v ní vytvořit profesionálně vypadající profilovky ** Pozor ale na agresivní cenovou politiku za Pro verzi

Martin Chroust
FotografieUmělá inteligenceMobilní aplikace
Nastal pravý čas na výměnu telefonu. Jak poznat, že ten váš už dosluhuje?

Nastal pravý čas na výměnu telefonu. Jak poznat, že ten váš už dosluhuje?

** Jak poznat, že váš telefon má nejlepší dny za sebou? ** Vypadá potlučeně, má pavučinu nebo nedostává aktualizace? ** Ukážeme si, kdy má smysl jeho oprava, a kdy už jen koupě nového

Martin Chroust
Prasklý displejVysloužilý mobilSmartphony
Tuto českou základnu plnou satelitů nesmíte vidět. V Mapy.cz je každá anténa pečlivě vyretušovaná

Tuto českou základnu plnou satelitů nesmíte vidět. V Mapy.cz je každá anténa pečlivě vyretušovaná

** Zapomeňte na rozčtverečkovaná místa, kterých si každý všimne ** Mapy.cz musely dokonale zakrýt desítky parabol ** Základnou se přitom na webu chlubí i její majitel. Kocourkov

Jakub Čížek
ČeskoMapy.czMapy
Kde se vzala potřeba velkých operačních pamětí v telefonech a kolik RAM zabírá Android?

Kde se vzala potřeba velkých operačních pamětí v telefonech a kolik RAM zabírá Android?

** RAM je po procesoru druhým nejdůležitějším HW parametrem ** Stará se o rychlý multitasking a o svižné načítání dat ** Věděli jste, kolik v RAM průměrně zabírá Android 12?

Martin Chroust
Virtuální RAMOperační paměť
Kurvítka v základní výbavě, výrobci mají umělé zastarávání v malíku. Začalo to bateriemi, pokračuje softwarem

Kurvítka v základní výbavě, výrobci mají umělé zastarávání v malíku. Začalo to bateriemi, pokračuje softwarem

** Nejen mobilní výrobci jsou naučeni rok od roku prodávat stále více telefonů ** Tento trend se však zákonitě musí někdy zastavit ** Jenže, co naplat, když jsou starší zařízení „uměle“ nepoužitelná?

Martin Chroust
Prasklý displejBaterieAktualizace softwaru