Муров закон је званично мртав, а то можемо видети из прве руке са недавном најавом ТСМЦ-а,
У децембру, Викичип је известио да ТСМЦ-ов 3нм процес није показао практично никакво побољшање у густини у односу на претходни 5нм чвор компаније у односу на густину СРАМ-а. Публикација је поставила једно једноставно питање: Да ли смо управо били сведоци смрти СРАМ-а? Барем по Викичиповом мишљењу, „историјско скалирање је званично мртво“.
Ова идеја има огромне последице на целу технолошку индустрију, а њени ефекти ће се осећати на рачунарима и другим уређајима у годинама које долазе. Али можда се питате шта све ово значи и да ли би требало да вас занима. Да бисмо разумели како ће „смрт СРАМ-а“ утицати на рачунаре и како ће се дизајнери чипова носити са тим, морамо разговарати о чворовима, Муровом закону и кешу.
Муров закон је умирао постепено, а сада изненада
Муров закон је мерило успеха индустрије полупроводника и сматра да би новији чипови требало да имају двоструко више транзистора од чипова од пре две године. Интел, АМД и други дизајнери чипова желе да буду сигурни да држе корак са Муровим законом, а неуспех у томе значи губљење технолошке предности у односу на конкуренте.
Пошто процесори могу бити само тако велики, једини поуздан начин да се повећа број транзистора је да се они скупе и гушће спакују. Чвор или процес је начин на који произвођач полупроводника (који се такође назива фабрика и ливница) прави чип; чвор је обично дефинисан величином транзистора, па што је мањи то боље. Надоградња на најновији производни процес је увек била поуздан начин за повећање броја транзистора и перформанси, а деценијама је индустрија била у стању да испуни сва очекивања.
Нажалост, Муров закон умире већ годинама, отприлике од 2010. године када је индустрија достигла границу од 32 нм. Када је покушао да оде даље, ударио је у зид од цигле. Скоро свака фабрика од ТСМЦ до Самсунг-а до ГлобалФоундриес-а се борила да развије било шта мање од 32нм. На крају су развијене нове технологије које су још једном омогућиле напредак, али транзистори више не постају мањи на исти начин на који су били. Назив чвора више не одражава колико је транзистор заправо мали, а нови процеси више не доносе повећање густине на које су раније.
Индустрија је ударила у зид од цигле када је покушала да оде даље од границе од 32 нм 2010.
Дакле, шта је са ТСМЦ-овим 3нм чвором? Па, постоје два главна типа транзистора који се налазе у типичном процесору: они за логику и они за СРАМ, или кеш меморију. Логику је било лакше смањити него кеш већ неко време (кеш је већ заиста густ), али ово је први пут да смо видели да ливница као што је ТСМЦ уопште није успела да је смањи у новом чвору. У неком тренутку се очекује варијанта од 3нм са знатно већом густином кеша, али ТСМЦ сигурно је погодио преломну тачку где је скалирање веома мало, а друге фабрике могу наићи на исто проблем.
Али проблем није само у томе што нисте у могућности да повећате количину кеша без коришћења веће површине. Процесори могу бити само толико велики, а сваки простор који заузима кеш је простор који се не може користити за логику, или транзистори који доводе до директног повећања перформанси. Истовремено, процесорима са више језгара и другим функцијама је потребно више кеша како би се избегла уска грла везана за меморију. Иако густина логике наставља да расте са сваким новим чвором, то можда неће бити довољно да се надокнади недостатак СРАМ скалирања. Ово би могао бити убитачан ударац за Муров закон.
Како индустрија може да реши проблем СРАМ-а
Постоје три циља које процесори високих перформанси морају да испуне: величина је ограничена, потребна је кеш меморија, а нови чворови више неће много смањити величину кеша ако уопште уопште неће. Иако је могуће повећати перформансе кроз архитектонска побољшања и веће брзине такта, додавањем више транзистора је увек био најлакши и најдоследнији начин да се постигне генерацијско повећање брзине. Да би се превазишао овај изазов, једна од ових основа треба да се промени.
Како се испоставило, већ постоји савршено функционално решење за проблем СРАМ-а: чиплети. То је технологија коју АМД користи од 2019. за своје десктоп и серверске процесоре. Дизајн чиплета користи више комада силицијума (или матрица), а свака матрица има једну или само неколико функција; неки могу имати само језгра, на пример. Ово је у супротности са монолитним дизајном где је све у једној коцкици.
Чиплети заобилазе проблем величине и они су кључни део зашто је АМД успео да одржи корак са Муровим законом. Запамтите, Муров закон није о густина, али број транзистора. Са чиплет технологијом, АМД је успео да креира процесоре са укупном површином матрице од преко 1000 мм2; производња овог ЦПУ-а у само једној матрици је вероватно немогућа.
Најважнија ствар коју је АМД урадио да би ублажио проблем кеша је да стави кеш на сопствену матрицу. В-Цацхе унутар Ризен 7 5800Кс3Д и меморијски чипови у Серија РКС 7000 су пример кеш чиплета у акцији. Вероватно је да је АМД видео натпис на зиду пошто је кеш тешко смањио годинама, и сада када се кеш може одвојити од свега осталог, оставља више простора за веће чиплетове са више језгра. Главна матрица РКС 7900 КСТКС је само око 300 мм2, што значи да има довољно простора за АМД да направи већу матрицу ако жели.
Међутим, чиплети нису једини начин. Нвидијин генерални директор недавно прогласио смрт Муровог закона. Сама компанија се ослања на своју технологију вештачке интелигенције како би постигла боље перформансе без потребе да се удаљи од монолитног дизајна. Његова најновија Ада архитектура је теоретски много пута бржа од Ампере последње генерације захваљујући функцијама као што је ДЛСС 3. Међутим, видећемо у наредним годинама да ли се Муров закон мора одржати живим или да ли нове технологије могу да одражавају предности перформанси додавања више транзистора без потребе да се додају.