科学上网的结尾:后摩尔定律时代的一个新问题

展望未来,专用芯片和电路可能无法挽救整个计算机行业。今天,科学上网已经无处不在:世界上的比特币大多是用于加速加密货币核心算法的芯片,几乎所有能够产生声音的数字产品都使用硬连线音频解码器。目前有数十家初创企业正在探索更快,更专业的芯片,旨在真正推动深度学习AI的普及。这种专业化趋势允许在通用CPU及其内部通用算法之上运行的软件在自定义硬件上实现更快的处理速度。但必须承认,悲观的是,这是我们在摩尔定律失败后继续推动计算能力在未来一代或两代芯片中增长的少数可行方式之一。但更令人遗憾的是,这个过渡计划即将结束。——至少在不久的将来会有潜力。普林斯顿大学电气工程副教授David Wentzlaff和他的博士生Adi Fuchs将在本月的IEEE国际高性能计算机体系结构研讨会上就这一研究方向提出重要结论。根据他们的计算结果,芯片专业化不会带来与摩尔定律兼容的性能优势。换句话说,科学上网的发展即将结束已经开始萎缩的晶体管,所有这一切都比人们预期的要快。为了证明他们的观点,Fuchs和Wentzlaff首先需要弄清楚最近的芯片性能中有多少小米布线4科学上网,来自芯片专业化调整,以及从摩尔定律本身得到多少。这意味着他们需要检查1,000多个芯片数据表,并找出哪种不同类型的处理器来自更好的算法,哪些是由更聪明的电路实现提供的。更具体地说,他们希望在此期间量化半导体行业的人类智能。
为实现这一目标,他们采用了工程师最擅长的方法:将问题转化为无量纲数量。他们称之为芯片特定的回归,并希望解决这个问题:“在晶体管本身的固体物理空间中,晶体管的计算能力有多大提升空间?”使用该指标,他们评估了集成电路(ASIC)上的特定应用视频解码性能,测试GPU上的游戏帧速率,测试FPGA上的卷积神经网络,并尝试在ASIC上进行比特币挖掘。然而,结果非常令人沮丧:专用芯片的增益仍然主要是由于每平方毫米可用晶体管数量的增加。换句话说,如果没有摩尔定律的支持,芯片专业化本身并不会带来显着的性能提升。那么,如果专业化没有给出理想的答案,未来在哪里? Wentzlaff建议半导体行业学会使用逻辑停止时可以扩展的东西。例如,每平方厘米的可用闪存位数可以继续增加,这与摩尔定律无关,因为该行业已经开始生产256层或更高层的3D堆叠技术。 Fuchs和Wentzlaff已经开始探索这个方向,他们希望开发一种新的计算机体系结构,通过让处理器查找存储在内存中的原始计算而不是重新计算来加速计算。 Wentzlaff得出结论认为,摩尔定律的终结“不是世界末日。但显然,我们仍需要做好准备。”

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注