مور کے قانون کو توڑنے والا: کس طرح چپکیوں کو نئی سطحوں کو چھٹکارا کرنے کے لئے پی سی کو دھکا دے رہا ہے

اس کے ارد گرد کوئی دو طریقوں نہیں ہیں: پی سی کی عمر میں کمی ہے.

یہ تھوڑا سخت ہوسکتا ہے. -آپٹرٹرز ہیں پہلے سے کہیں زیادہ تیزی سے اور چھوٹے ہیں لیکن پروسیسر کی کارکردگی کو اس کی ماضی میں مسلسل ترقی نہیں ہے. ایک بار، سالانہ سے سال کی کارکردگی میں 50 سے 60 فیصد کی کمی عام تھی. اب، 10 سے 15 فیصد بہتری میں معیار ہے.

خوش قسمتی سے، پانچ سے زیادہ سالہ کمپیوٹرز اب بھی روزانہ کاموں کو ٹھیک کر سکتے ہیں، لہذا کارکردگی کا سست بہت بڑا مسئلہ نہیں ہے. پلس، یہ ایک اچھا معیشت کے دوران ہر دوسرے سال اپنے کمپیوٹر کو تبدیل نہیں کرنا اچھا ہے. لیکن ٹیکنالوجی کی حیثیت سے چپکنے سے آگے بڑھا نہیں ہوتا ہے. مستقبل کی ضرورت ہے رفتار !

"مجھے نہیں لگتا کہ اس کے بارے میں کوئی سوال نہیں ہے یا اس کے بارے میں کیا ہے. ہتھیاروں سے متعلق آرکیٹیکچرز مستقبل کا راستہ ہے."

خوش قسمتی سے، پی سی کے پروسیسرز میں سب سے بڑا نام اس حیثیت سے مطمئن نہیں ہیں. چپ سازوں کو ناراض مور کے قانون اور طاقتور دیوار کے اضافے سے متعلق مسائل کو حل کرنے کے لئے افسوسناک طریقے سے کام کر رہے ہیں، جس میں دھاتی کو کارکردگی کا مظاہرہ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

لہذا اس قسم کی انتہا پسندانہ چالیں ان کی آستین کو کس طرح رکھتے ہیں ؟ اصل میں اور سب سے مختلف قسم کے مختلف قسم کے مستقبل کے لئے بہت بڑی صلاحیت رکھتی ہے. چلو پردے کے پیچھے نظر آتے ہیں.

انٹیل: دانتوں کے کناروں پر عمارت

وکیپیڈیا / وکیپیڈیا ویکیپیڈیا کیش ٹرانسٹرسٹر پورے سالوں میں شمار کرتی ہے. (توسیع کرنے کے لئے کلک کریں.)

کیا ہم مور کے قانون میں خرابی کے باعث آج کی الٹرا کارکردگی حاصل کر سکتے ہیں؟ کافی نہیں سی پی یو کی کارکردگی کے بارے میں بات کرنے کے لئے مور کی افسانوی سطر اکثر کثرت سے غلط ہوسکتی ہے، لیکن قانون کا خط ٹرانجسٹرز کی تعداد میں ہر دو سالوں پر گراؤنڈ ہوتا ہے.

دوسرے چپ سازوں نے ٹرانستسٹروں کو ہٹانے کے لئے جدوجہد کی ہے اور ان میں سے زیادہ ایک چپ پر، انٹیل- کمپنی مور نے خود کو مضبوط بنایا ہے- مور کے قانون سے اس کے بیان سے رفتار برقرار رکھی ہے، انجینئروں کی انٹیل کی چھوٹی چھوٹی فوج کے ایک پہلو پر ایک ایسی کامیابی قائم کی جا سکتی ہے. اگرچہ کوئی انجینئر نہیں، اگرچہ. ہوشیار انجینئرز.

جیسا کہ ٹرانسمیٹرز زیادہ مضبوط طریقے سے بھرا ہوا ہو، تو گرمی اور بجلی کی کارکردگی کا خدشہ اہم مسائل بن جاتا ہے. اب یہ کہ ٹرانسٹسٹرز تقریبا لامحدود چھوٹے سائز تک پہنچ رہے ہیں- انٹیل کے آئیوی پل چپس میں 22 بلین میٹر (این ایم) کی پیمائش، یا تقریبا 0.000000866 انچ کی جیت میں ہر ارب سے زائد ٹرانسمیٹرز تخلیقی سوچ لیتے ہیں.

"اس میں کوئی شک نہیں مشکل، "انٹیل تکنیکی مینوفیکچرنگ مینیجر چک مولولی نے فون کے انٹرویو میں کہا. "واقعی، واقعی مشکل. میرا مطلب ہے، ہم جوہری سطح پر ہیں." ​​

ایک رولین کی ترقی کو برقرار رکھنے کے لئے، انٹیل نے ماضی میں ٹرانسٹسٹرز کے بیس ڈیزائن میں کچھ اہم تبدیلییں کی ہیں. دہائی. 2002 میں، کمپنی نے اعلان کیا کہ یہ نام نہاد "کشیدگی سلکان" میں سوئچنگ کر رہا ہے جس میں سلکان کرسٹل کی ساخت کو تھوڑا سا چھوٹا کرکے چپ کی کارکردگی میں 10 سے 20 فی صد اضافہ ہوا. خاص طور پر، جیسے ہی ٹرانسٹسٹرز کو کم کرنا جاری ہے، وہ بڑھتے ہوئے الیکٹرون "رساو" سے متاثر ہوتے ہیں، جو انہیں بہت کم موثر بناتا ہے. نئے حالیہ مواقع کے خلاف دو حالیہ مقابلہ لڑتے ہیں.

اس کی شفایابی کے دوران زیادہ موثر "ہائی کلو دھاتی دروازے" کے موصلوں کے حق میں ٹرانسٹسٹر کے معیار سلکان ڈائی آکسائڈ انسولٹرز کو تبدیل کرنے سے کمپنی نے شروع کر دیا. 45nm مینوفیکچرنگ کے عمل. یہ آسان لگتا ہے، لیکن یہ واقعی ایک بڑا سودا تھا. اس انٹیل کے موجودہ آئیوی پل چپس میں "ٹری دروازے" یا "3D" ٹرانجسٹر ٹیکنالوجی متعارف کرانے کے ساتھ، اس سے بھی زیادہ معتبر تبدیلی کی گئی.

پلر (بائیں) اور ٹریول کے ذریعہ برقیوں کے بہاؤ کے مقابلے میں انٹیل این تصویر. دروازہ (دائیں) ٹرانسمیٹر. تین دروازے ٹرانسمیٹر میں الیکٹرانز عمودی طیارے پر پھیلتے ہیں، روایتی طیارہ ٹرانسمیٹر کے فلیٹ بہاؤ کے مقابلے میں.

روایتی "طیارے" ٹرانسمیٹرز چینلز کے کسی بھی حصے پر "دروازے" کی ایک جوڑی ہے جو الیکٹرانز لیتے ہیں. تین گیٹ ٹرانسمسٹرز نے دو تہائی سوچ کو تیسرا دروازہ

سے زائد کے علاوہ دو طرفہ سوچ کو دو طرفہ دروازے سے جوڑنے کے لۓ. بجلی کی ضروریات کو کم کرتے ہوئے ڈیزائن کو رساو کو کم کرکے کارکردگی کو بہتر بنا دیتا ہے. ایک بار پھر، یہ آسان لگتا ہے، لیکن تین جہتی ٹرانسمیٹر مینوفیکچرنگ کی ضرورت ہوتی ہے بہت زیادہ تکنیکی صحت سے متعلق. فی الحال، 3D ٹرانسٹسٹرز کے ساتھ انٹیل صرف ایک ہی چپ میکر شپنگ پروسیسرز ہے.

تو انٹیل کے لئے کیا ہے؟ کمپنی نہیں کہہ رہا ہے. حقیقت میں، مولوی کہتے ہیں کہ کسی بھی ٹیکنالوجی کو کمپنی شاید کا کہنا ہے کہ، اگلا-جین انتہائی انتہائی بالآخر لتھوگرافی بنانے والی عمل - ایک پی "سیاہ سوراخ" سالوں میں جاتا ہے جو اس انٹیل کو اپنے چپس میں متعارف کرایا ہے. لیکن، انہوں نے زور دیا، اوپر بات چیت کی بہتریوں کو جب وہ عوامی طور پر متعارف کرایا جاتا ہے تو اسے روکا نہيں.

"لوگ سوچتے ہیں" انٹیل نے اس کا استعمال کیا ہے، اب وہ اگلے چیز پر ہیں، "" Mulloy کہا. "کشیدگی سلکان دور نہیں ہوا جب ہم نے ہائی کٹ دھاتی دروازے کی صلاحیتیں شامل کی تھیں. ہائی کاتمیٹک دروازے کو دور نہیں کیا گیا جب ہم تین دروازے ٹرانسمسٹرز پر گئے تو ہم ابھی بھی اس کی تعمیر اور بہتر بناتے ہیں. کشیدگی سلکان کی چوتھا نسل میں، ہائی کلو دھات دروازے کی تیسری نسل، اور ہمارے آئندہ 14nm چپس تین دروازے کی دوسری نسل ہو گی. "

بہترین چپ ٹیکنالوجی وہاں سے بہتر ہو رہی ہے. دوسرے الفاظ.

اوہ، اور اس کے قابل ہونے کے لئے، انٹیل کا خیال ہے کہ مور کا قانون کم از کم دو مزید ٹرانجسٹر چھڑکے نسلوں کو چھٹکارا جاری رکھیں گے.

AMD: متوازی کمپیوٹنگ پوری طرح

اگرچہ انٹیل شہر میں واحد چپ ساز کار نہیں ہے. ٹرانجسٹر ٹیکنالوجی میں بہتری کے ساتھ خالصانہ طور پر بیٹنگ سے بجائے، سیالٹی ایم ڈی ڈی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہوئے سی پی یو کو کاٹنے پر کچھ کام کرتا ہے جو کچھ کام کے بوجھ کو دوسرے پروسیسروں کو منتقل کر سکتا ہے جو خاص کاموں کے لئے بہتر ہوسکتا ہے. گرافکس پروسیسرز، مثال کے طور پر، دھواں کاموں کے ذریعے جو بیک وقت حسابات کی ایک بڑی تعداد کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے پاس ورڈ کریکنگ، بٹکوئن کان کنی، اور بہت سے سائنسی استعمالات.

کبھی متوازی کمپیوٹنگ کا سنا؟ ہم اس کے بارے میں بات کر رہے ہیں.

AMD HSA کے معیار کے مطابق تعمیر کردہ AMD APU کے ڈیزائن.

"ٹرانزسٹر کی طرف بڑھنے پر بڑھتے ہوئے چھوٹے نوڈس میں جا رہا ہے [CPU] کی کارکردگی 6 سے 8 تک شاید AMD میں ایک سینئر ٹیکنیکل مارکیٹنگ کارخانہ، ساسا مارکینوفیک کہتے ہیں کہ 10 فیصد، سال سے سال. "لیکن GPU کی صلاحیتوں کی صلاحیتوں کے ساتھ GPU کو بہت زیادہ فائدہ فراہم کرتا ہے. مثال کے طور پر، انٹرنیٹ ایکسپلورر 8 سے IE9 کے لئے کارکردگی کی شرح 400 فیصد تھی چار دفعہ پچھلے نسل کی کارکردگی، اور یہ سب کا شکریہ [IE9 کی] GPU تیز رفتار. "

" ہم آج کی طاقت لفافے کے اندر اندر اس طرح کی کارکردگی کی چھلانگ دیکھتے ہیں، یا آپ طاقت لفافے کو کم کر کے اسی کارکردگی کو دیکھ سکتے ہیں [آج آپ ہیں]. "

AMD ایک متنوع نظام فن تعمیر کی طرف اشارہ کر رہا ہے- کیونکہ ایک ہی چپ پر کئی پروسیسروں کے درمیان کام کا بوجھ تقسیم کرنے کا طریقہ اس کے مقبول تیز رفتار پروسیسنگ یونٹس، یا اے پی یوز میں شامل ہے، جس میں آنے والے پلے اسٹیشن 4 گیمنگ کنسول شامل ہے. اے پی یوز رواں سی پی یو کوروں اور ایک ہی مرے پر ایک بڑے رڈ گرافکس کور پر مشتمل ہے، جیسا کہ مندرجہ بالا بلاک ڈایاگرام میں دکھایا جاتا ہے. AMD کے اگلے-gen کیورئی اے پی یوز میں سی پی یو اور GPU میموری کی ایک ہی پول کا اشتراک کریں گے، لائنوں کو بلے باز بھی کریں گے اور تیز رفتار کارکردگی کی پیشکش کریں گے.

AMD متوازی کمپیوٹنگ کے خیال کو صرف ایک ہی چپ ساز سازی والا ہی نہیں ہے. کمپنی ایچ ایس اے فاؤنڈیشن کا ایک بانی رکن تھا، سب سے اوپر چپ سازوں کا ایک کنسورشیم تھا - یعنی سینوں انٹیل اور نائڈیا- جو معیار کو تخلیق کرنے کے ساتھ مل کر کام کررہا ہے، جس میں امید ہے کہ مستقبل میں متوازی کمپیوٹنگ کے لئے پروگرامنگ آسان بنانا چاہیے.

یہ ایک اچھی بات ہے کہ انڈسٹری کے معروف کمپنیوں نے ایچ اے اے اے فاؤنڈیشن کے نقطہ نظر کے پس منظر کو فراہم کیا ہے، کیونکہ فلاشن، پروگراموں اور ایپلی کیشنوں کے لۓ متوازی کمپیوٹنگ کے بڑے ورثہ مستقبل کے لئے خاص طور پر لکھا جاتا ہے کہ اس کا فائدہ اٹھانا پڑے. ہارڈویئر ڈیزائن.

HSA فاؤنڈیشن

"سافٹ ویئر کی کلید ہے،" مارینکووک قبول کرتے ہیں. "جب آپ اے پی یوز [[مکمل HSA مطابقت] کے ساتھ اور مکمل HSA کے بغیر نظر آتے ہیں تو، سافٹ ویئر کو تبدیل کرنا پڑے گا. لیکن یہ ایک بہتر تبدیلی ہو گی … ہم کہاں سے ایک بار کوڈ کرنا چاہتے ہیں اور ہر جگہ استعمال کریں گے. آپ کو ان تمام مختلف HSA فاؤنڈیشن کمپنیوں میں HSA فن تعمیر ہے، امید ہے کہ آپ ایک پی سی کے لئے ایک پروگرام لکھنے اور اپنے اسمارٹ فون یا ٹیبلٹ پر کچھ چھوٹا سا ٹیکس یا تالیف کے ساتھ چل سکیں گے. "

آپ پہلے سے ہی درخواست حاصل کر سکتے ہیں. پروسیسنگ انٹرفیس (APIs) جو متوازی GPU کمپیوٹنگ کو فعال کرتا ہے، جیسے NVIDIA کے GeForce-centric CUDA پلیٹ فارم، DirectCompute API ونڈوز سسٹم پر DirectX 11 میں بیکڈ اور OpenCL، کھونس گروپ کی طرف سے منظم ایک کھلا ذریعہ حل.

سپورٹ سافٹ ویئر کے ڈویلپرز کے درمیان ہارڈ ویئر کی تیز رفتار لگ رہی ہے، اگرچہ زیادہ تر پروگراموں کو کسی طرح سے گرافکس کو ہینڈل کرنا ہوتا ہے. مثال کے طور پر، انٹرنیٹ ایکسپلورر اور فلیش بینڈوگن پر ہیں. صرف گزشتہ ہفتے، ایڈوب نے اعلان کیا کہ وہ ونڈوز ورژن کے ونڈوز ورژن کے لئے اوپنیل سپورٹ شامل کر رہا تھا. نمائندوں کے مطابق، صارفین کو AMD متنازع گرافکس کارڈ یا اے پی یوز اس GPU سرعت میں اصل وقت میں ایچ ڈی اور 4K ویڈیوز کو تبدیل کرنے کے لئے، یا بیس nonaccelerated سافٹ ویئر کے مقابلے میں 4.3 گنا تیزی سے ویڈیو برآمد کرنے میں قابل ہو جائے گا.

"I ایسا نہ سمجھو کہ اس کے بارے میں کوئی اور بات نہیں ہے، "مارینکووک کا کہنا ہے کہ. "ہتھیاروں سے متعلق فن تعمیرات ہیں مستقبل کا راستہ."

اوپییل: تو طویل، سلکان، ہیلو، گیلیلیم آرزائڈڈ!

لیکن کیا یہ مستقبل سلیکن ٹیکنالوجی پر مبنی ہے، کیونکہ آج کی کمپیوٹنگ کیا ہے؟

یقینی طور پر، مختصر مدت کے لئے. یقینی طور پر نہیں، طویل مدت میں. کچھ عرصے سے مستقبل میں ماہرین ماہرین کو یہ معلوم نہیں ہوتا ہے کہ جب سلیکون اپنی حدود تک پہنچ جائیں گے اور آسانی سے کسی اور کو دھکیل نہیں پا سکے گی. چپ سازوں کو کسی دوسرے مواد کو تبدیل کرنا ہوگا.

ایم آئی اے ایم آئی ٹی محققین کی طرف سے تیار کردہ انڈیم گیلیلیم آرسنسیڈ ٹرانجسٹر کا نقطہ نظر.

اس دن ایک طویل راستہ ہے، لیکن محققین پہلے سے ہی متبادل تلاش کر رہے ہیں. گرافین پروسیسروں کو ممکنہ سلکان جانشین کے طور پر بہت زیادہ نوعیت حاصل ہوتی ہے، لیکن اوپیل ٹیکنالوجیز مستقبل میں گالیم آرسنسیڈ میں واقع ہیں.

اوپیل اپنی پوٹ (پلانر اوپیٹو الیکٹرانک ٹیکنالوجی) پلیٹ فارم کے دل میں گالیم آئرسنائڈ ٹیکنالوجی کو ٹھیک کرنے کے لئے بہتر بنا رہا ہے. 20 سال سے زائد سالوں سے، اور کمپنی نے اس کو درست کرنے کے لئے BAE اور دفاعی محکمہ دفاع (دوسروں کے درمیان) کے ساتھ کام کیا ہے. جبکہ پروسیسر پچھلے پروسیسر گالیم آئرسنڈ میں ہلکے مایوسی میں ختم ہو چکے ہیں، اوپیل کے نمائندوں کا کہنا ہے کہ ان کی ملکیتی ٹیکنالوجی بڑی وقت کے لئے تیار ہے.

اوپیل نے حال ہی میں آر اینڈ ڈی مرحلے سے باہر نکل لیا اور آئی آئی پل میں اسٹیویٹ بٹی ٹرانسمیشن بنانے کی کوشش نہیں کی. 20nm سائز، لیکن کمپنی کا دعوی ہے کہ 800nm ​​پر، گیلیلیم آرسنڈائڈ پروسیسرز آج کے سلکان سے اور زیادہ سے زیادہ زیادہ وولٹیج کا استعمال کرتے ہیں.

"اگر آپ آج کے سلکان پروسیسرز کی رفتار سے ملنا چاہتے ہیں تو، اوپیل کے چیف سائنس دان ڈاکٹر جیفری ٹیلر کہتے ہیں کہ تقریبا 3 گیگاہرٹج گھڑی کی شرح، آپ کو 20 یا 30 نمی میٹر تک نیچے جانے کی ضرورت نہیں ہے. "ہیک، شاید آپ اسے 200nm پر مار سکتے ہیں." اور اس کا طیارہ ٹیکنالوجی، نہیں 3D ٹرانسمسٹرز کا استعمال کر رہا ہے.

سلیکن کے متبادل چہرے میں سے ایک سب سے بڑی مسائل یہ ہے کہ سلکان دنیا میں سب سے زیادہ جدید ترین ٹیکنالوجی ہے، جس کے ساتھ سلکان پروسیسروں کی مینوفیکچررز میں بلینوں کا سرمایہ زیادہ سے زیادہ کارکردگی. انٹیل، AMD، ARM، اور ایچ اے اے اے فاؤنڈیشن کو اس بات کا قائل کرنے کے لئے مشکل ہو گا کہ یہ سب کچھ نئی چیز کے لۓ چھوڑ دے. اوپیل کا کہنا ہے کہ اس کی ٹیکنالوجی میں موجودہ سلکان ساخت سازی کے طریقوں کے ساتھ ایک بڑا اوورلوپ ہے.

"یہ توسیع پذیر ہے، اور یہ CMOS پر بولٹ ہے" "یہ بہت اہم ہے. مختلف فاؤنڈیشن اور سیمکولیڈک کمپنیوں کے ساتھ ہمارے مباحثے میں، وہ سب سے پہلے چیز سے پوچھیں کہ کیا مجھے اپنی سہولیات کو دوبارہ کرنا ہے؟ یہاں سرمایہ کاری کم سے کم ہے کیونکہ ابھی ہمارے نظام کو ابھی تک کیا ہوا ہے. " اوپیل یہ بھی کہتے ہیں کہ اس کے وائفرز دوبارہ قابل عمل ہیں.

یورپی اسپیس ایجنسی اے یورپی خلائی ایجنسی چپ ساخت کے لئے صاف کمرے.

سیمکولیڈرز کے لئے بین الاقوامی ٹیکنالوجی روڈ میپ نے 2018 اور 2026 کے درمیان کچھ ممکنہ سلکان متبادل کی حیثیت سے گیلیلیم آئرسنڈ کی شناخت کی ہے. اب بھی ایک ٹن کی جانچ اور منتقلی کرنے والی گیلرییم آسنسائڈ پر قبضہ کرنے سے قبل کسی مرکزی دھارے میں پی سی پروسیسر مارکیٹ لیکن اگر بھی اوپیل کے دعوے کا ایک حصہ بھی درست ہو تو، اس کی ٹیکنالوجی مستقبل کے پروسیسروں کو بہت اچھی طرح سے طاقتور کرسکتا ہے.

ٹھیک ہے، جب تک ہم انوکل ٹرانسٹسٹرز یا کمانٹم کمپیوٹنگ کو کچلتے ہیں. لیکن یہ ایک مجموعی مضمون ہے …

ایک چہرہ پگھلنے والی کل کی طرف بڑھ رہے ہیں

اس کے بعد، تمام پہیوں کے بعد! آپ کے پاس بہتر خیال ہے کہ پی سی کی کارکردگی کا مستقبل کہاں ہے. انٹیل، AMD، اور اوپیل کی طرف سے ہر ایک کو حل مختلف طریقے سے بڑے مسائل سے نمٹنے کے لۓ، لیکن یہ ایک اچھی چیز ہے. آپ اپنے ممکنہ انڈے کو ہر ایک ٹوکری میں نہیں کرنا چاہتے ہیں.

اور سب سے بہتر، اگر پی سی کی کارکردگی کے تمام انفرادی ٹکڑے ٹکڑے کامیاب ہوتے ہیں، تو وہ کرسکتے ہیں نظریاتی طور پر ضم کر سکتے ہیں. وولٹون کی طرح فیشن کی بناوٹ، GPU کی معاونت، تین دروازے گیلیلیم آرسنڈائڈ پروسیسر بنانے کے لئے آج کی کور i7 پروسیسروں کی بھی سب سے اہم ترین پتلون سے پتلون کو اڑا سکتا ہے.

آج کی کارکردگی کی وکر باہر چلی گئی ہے، لیکن مستقبل کبھی نہیں دیکھا بستر سے.