Миром правит закон Мура

.

Зако́н Му́ра — эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром, согласно которому (в современной формулировке) количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца. Часто цитируемый интервал в 18 месяцев связан с прогнозом Давида Хауса из Intel, по мнению которого производительность процессоров должна удваиваться каждые 18 месяцев из-за сочетания роста количества транзисторов и быстродействия каждого из них.

Рост числа транзисторов на кристалле микропроцессора показан на графике справа. Точки соответствуют наблюдаемым данным, а прямая — периоду удвоения в 24 месяца.

В 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы) один из основателей Intel Гордон Мур в процессе подготовки выступления обнаружил закономерность: появление новых моделей микросхем наблюдалось спустя примерно год после предшественников, при этом количество транзисторов в них возрастало каждый раз приблизительно вдвое. Мур пришел к выводу, что при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально. Это наблюдение получило название закона Мура.

В 1975 году Гордон Мур внёс в свой закон коррективы, согласно которым удвоение числа транзисторов будет происходить каждые два года.

Существует масса схожих утверждений, которые характеризуют процессы экспоненциального роста, также именуемых «законами Мура». К примеру, менее известный «второй закон Мура», введённый в 1998 году Юджином Мейераном, который гласит, что стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Так, стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла $4 млн., а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микрометровой технологии c 5,5 млн. транзисторов обошлось в $2 млрд.. Стоимость же Fab32, завода по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса, составила $3 млрд.

В 2007 году Мур заявил, что закон, очевидно, скоро перестанет действовать из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света.

Одним из физических ограничений на миниатюризацию электронных схем является также Принцип Ландауэра, согласно которому логические схемы, не являющиеся обратимыми, должны выделять теплоту в количестве, пропорциональном количеству стираемых (безвозвратно потерянных) данных.

Миром правит закон Мура

Возможности по отводу теплоты физически ограничены.

Следствия и ограничения

Параллелизм и закон Мура

В последнее время, чтобы получить возможность задействовать на практике ту дополнительную вычислительную мощность, которую предсказывает закон Мура, стало необходимо задействовать параллельные вычисления. На протяжении многих лет, производители процессоров постоянно увеличивали тактовую частоту и параллелизм на уровне инструкций, так что на новых процессорах старые однопоточные приложения исполнялись быстрее без каких-либо изменений в программном коде. Сейчас по разным причинам производители процессоров предпочитают многоядерные архитектуры, и для получения всей выгоды от возросшей производительности ЦП программы должны переписываться в соответствующей манере. Однако, по фундаментальным причинам, это возможно не всегда.

Прежде всего, что такое закон?

 

 

  • — математически сформулированное утверждение, которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями, предложенное в качестве объяснения фактов и признанное на данном этапе научным сообществом согласующимся с имеющимися реальностями. Непроверенное научное утверждение называют гипотезой.
  • — необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе и обществе. Понятие закона родственно понятию сущности. Закон выражает общие отношения, связи, присущие всем явлениям данного рода, класса.

Я бы сказал, закон в технике это:

"Устойчивое неограниченно повторяющееся отношение между явлениями в природе. Закон может быть описан  математическими соотношениями. Закон есть суть."

Первая формулировка "закона Мура" начала 60 годов гласила:

"Количество элементов на кристаллах электронных микросхем будет и далее удваиваться каждый год"

Почти через 10 лет он приобрел вид:

"Число транзисторов на кристалле удваивается каждые два года"

 Сейчас это текущая официальная версия закона Мура.

Интересный закон который изменяется с течением времени! 

Все это время над обоснованием и распространением закона на другие отрасли трудились множество "исследователей".

 

С позиций математики «закон Мура» представляют простым выражением:

 

[ф.1]

 

N0 — количество транзисторов на кристалле в некоторый год (условно считаем его нулевым), N(y) — число транзисторов на кристалле спустя "y"лет, yy — срок (в годах и долях года) за который число транзисторов возрастает вдвое.

Формула описывает математический закон в виде нелинейной регрессии.

 

Исходя из Ф.1 и приняв: N0 = (8-10)*103(существовавшее перед провозглашением "Закона"), yy =1 (исходная формулировка "удваивается каждый год")

получим — на 2010 год N(y) будет больше 1017 транзисторов на чип.

Одного взгляда на функцию ясно, что при больших "y" функция стремится к бесконечности. Что является абсурдом для практической микроэлектроники.

Под N можно понимать и иные параметры, например: число ячеек памяти в устройствах памяти,частоту работы микропроцессоров и микросхем и т.д.

Суть закона Мура

Заданием N0 и начального значения y можно перемещать точку отсчета начала действия «закона Мура» и оценивать его приемлемость для разных интервалов времени.

Были попытки распространить закон и на тактовую частоту процессора, не будем анализировать соответствие утверждения, но настал момент и Intel тихо отказалась от роста частоты.

Это произошло на тактовых частотах ядра не достигших 4 ГГц.

На сайте http://www.antula.ru/law-moore.htm   в статье "Что такое закон Мура.

Как влияет закон Мура на развитие веб-дизайна." автор распространил "закон" Мура на веб-дизайн.

 

Цитата —

 "Применительно к созданию сайтов, веб-дизайну и редизайну в целом, можно  сказать, что средний объём программного кода веб-сайтов будет удваиваться каждые полтора-два года. Затраты фирмы на создание и поддержку сайта будут удваиваться каждые два года."

 

Но есть одно но! Результат нелинейной регрессии стремится к бесконечности при достаточно больших "y". И уже одно это говорит об ограниченности действия "закона" во времени. Например к 2020 году число транзисторов на кристалле должно стать равным 140 миллиардам.

Интересно, какие размеры кэша мы увидим к этому времени?

А объем сайтов? Программный код тоже не может расти бесконечно, да и ограничен он вовсе не производительностью процессоров, а пропускной способностью каналов связи. Которые тоже не могут иметь бесконечную пропускную способность.

 

Законом не может называться гипотеза или предположение, тем более такое которое дает на далеком удалении от точки "формулирования" значение стремящееся к ∞.

 

Могу сказать:
"закон" Мура не что иное, как маркетинговый ход. Он не только привлек внимание потребителей к компании Intel, их продукции и автору, но и множества специалистов, анализировавших и обосновывающих этот "закон", тем самым рекламируя Intel.

 

Ссылка для тех кому интересны перспективы, границы и тенденции развития микроэлектроники:

  1. "СКРЫТЫЙ КРИЗИС МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ НА ПОРОГЕ XXI ГО ВЕКА" Р.П.Сейсян  Санкт Петербургский Государственный Технический университет http://web.edu.ioffe.ru/wmw/n1/seisyan.html

  2. Статью "СКРЫТЫЙ КРИЗИС МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ НА ПОРОГЕ XXI ГО ВЕКА" в формате pdf можно скачать по ссылке.

 

<<Назад>><<в начало>><<на главную>>

Закон Мура – это просторечное название гипотез Гордона Мура, которые он высказывал о закономерности возрастания транзисторов в кристалле микросхем. Эти положения были выдвинуты в 1965 году на страницах научно-популярного журнала Electronics.  Для понимания этих положений не нужно обладать узкопрофильной подготовкой или особыми знаниями, однако, именно они вызывают огромный интерес среди работников IT-сферы и области высоких технологий.

В чём суть закона Мура?

Гордон Мур является одним из основателей корпорации Intel, которая существует с 1968 года. Кроме того он возглавляет отдел разработок Fairchild Semiconductors. Но прославился он благодаря тому, что в 1965 году поделился своими наблюдениями, которые произведи настоящий фурор в мире компьютерных технологий.

Все началось с того, что в 1960-годы микроэлектроника только стояла у порога своего развития. В 1958 году была изобретена первая интегральная схема (или попросту чип). Она производилась на основе транзисторов на кристалле, которые были помещены а неразборный, литой корпус. В те времена производство чипов требовало очень больших финансовых затрат, а число транзисторов в них было столь мало, что даже самая сложная и совершенная микросхема вмещала только 64 транзистора. Гордон Мур задумался о том, как обобщить и систематизировать показатели работы над интегральными схемами. В частности, это площадь кристаллической базы, количество линий и данных, объемы виртуальной и физической памяти, число транзисторов, которые могут быть помещены в один чип, частота тактов, прерываний, количество портов, выходов и входов и прочие.

Закон Мура

Он построил одну сводную таблицу, которая показала, что через определенное время потребность в качественных транзисторах возрастет вместе с возможностями электроники. Он выдвинул предположение, что с каждым годом эта потребность будет только возрастать, и происходить это будет по одной и той же схеме. Это предположение и было названо «законом Мура». В 1975 году Гордон Мур выступил с речью на одной конференции, где откорректировал свои выводы и сказал, что к началу 2000-х годов рост потребности в транзисторах уменьшится вместе с темпом развития техники. Каждый год она будет увеличиться только в 2 раза.

Тенденция роста отражена в мощности производимых процессоров.

Год выпуска              Название микропроцессора и количество транзисторов
1971                                              4004                                                 2300
1972                                              8008                                                 2500
1974                                              8080                                                 5 тысяч
1978                                             8086                                                 29 тысяч
1982                                             286                                                   120 тысяч
1985                                             Intel 386 processor                          275 тысяч
1989                                             Intel 486 processor &n
bsp;                        1180 тысяч
1993                                             Intel Pentium processor                   3100 тысяч
1997                                             Intel Pentium II processor               7500 тысяч
2003                                             Intel Itanium 2 processor                 410 миллионов

Кроме того, Гордон Мур предположил, что с такими темпами процессоры скоро станут выпускаться на массовом производстве, а их цена существенно снизится.

Подметим, что это актуально и сегодня.

В 2007 году аналитик сказал, что вполне вероятно, что очень скоро его закон перестанет действовать, поскольку скорость света ограничена, также как и атомарная природа вещества. Однако, этот момент пока не настал. 

Вопрос 4

Желу́дочно-кише́чное кровотече́ние кровотечение из органов желудочно-кишечного тракта. Может быть острым и хроническим, явным и скрытым, однократным и рецидивирующим.

Источник Ж.-к. к. может локализоваться во всех отделах желудочно-кишечного тракта. Кровотечением осложняются язвенная болезнь, эрозивный гастрит, синдром Маллори — Вейсса (желудочное кровотечение, обусловленное разрывами слизистой оболочки абдоминального отдела пищевода или кардиального отдела желудка при упорной рецидивирующей рвоте), варикозное расширение вен пищевода и желудка, неспецифический язвенный колит, дивертикулы и полипы кишечника, доброкачественные и злокачественные опухоли органов желудочно-кишечного тракта, геморрой и др. Желудочно-кишечные кровотечение вызывает изменения в организме, тяжесть которых зависит от темпа кровотечения и величины кровопотери (Кровопотеря).В зависимости от величины кровопотери различают легкое, средней тяжести и тяжелое Ж.-к. к.

После закона Мура

При массивной кровопотере кровотечение называют профузным. Диагностика.

Основной метод — ФГДС. Выполняется всем больным с подозрением на желудочное кровотечение, даже в тяжёлом состоянии (за исключением острого инфаркта миокарда и острого нарушения мозгового кровотечения).

Для определения стадии геморрагического шока используют индекс Альтговера. Он равен пульс поделить на систолической АД. В норме он составляется 0,5 (60/120). При шоке он повышается. I стадия — 0,5-1,5, II и III стадии — больше 1,6.

ОЦК определяют путём разведения красителей, радиоизтопным методом, методом термодилюциии с помощью формулы Мура. На практике чаще используется формула Мура. V — объём кровопотери, мл, P — вес больного, кг ,q — эмпирическое число, отражающее количество крови в килограмме массы (70 мл для мужчин и 65 мл для женщин) Ht1 — гематокрит в норме (50 для межчин, 45 для женщин) Ht2 — гематокрит больного через 12-24 ч после начала кровотечения.

Лечение.

1). Восполнение ОЦК и терапия шока. Объём должен троекратно превышать объём кровопотери.

2). Остановка кровотечения (гемостаз).

Гемостаз может быть местным и общим, консервативным и оперативным. — эндоскопический гемостаз — гипотермия желудка и промывание желудка холожной водой — Общая гемостатическая консервативная терапия. — Больному назначается строгий постельный режим, запрещается прием воды и пищи, на живот рекомендуется положить пузырь со льдом: следует знать, что сосудосуживающего эффекта пузырь со льдом не дает, но оказывает дисциплинирующее влияние на больного. Средства, обладающие гемостатическим и ангиопротективными свойствами: — Дицинон вводят в/в 2-4 мл 12,5% р-ра, затем через каждые 4-6 ч. по 2 мл. Можно вводить в/в капельно, добавляя к обычным растворам для инфузий. — 5% р-р эпсилон-аминокапроновой кислоты по 100 мл через каждые 4 часа; 5-10% р-р аскорбиновой кислоты по 1-2 мл в/в. — 10%раствор кальция хлорида до 50-60 мл/сутки в/в. — 1% или 0,3% р-ра викасола соответственно 1-2 и 3-5 мл. — Внутривенное введение Н2-блокаторов гистамина (ранитидина) по 50 мг 3-4 раза в сутки, фамотидин (квамател) по 20 мг 2 раза в сутки, ингибиторы протоновой помпы (омепрозол по 40 мг 1-2 раза в сутки). После остановки кровотечения больной в течение 10-12 дней соблюдает постельный режим и щадящую диету.

Основные характеристики компьютеров улучшаются в два раза каждые два года.

В 1960-е годы, в самом начале информационной революции, Гордон Мур, впоследствии один из основателей корпорации Intel, обратил внимание на интересную закономерность в развитии компьютеров. Он заметил, что объем компьютерной памяти удваивается примерно каждые два года. Эта закономерность стала своего рода эмпирическим правилом в компьютерной промышленности, и вскоре оказалось, что не только память, но и каждый показатель производительности компьютера — размер микросхем, скорость процессора и т. д.

Закон Мура жив

— подчиняется этому правилу.

Последующее развитие компьютеров шло в соответствии с «законом» Мура. Поразительно, но в последние десятилетия мы стали свидетелями нескольких настоящих революций в области технологий. Мы прошли путь от компьютеров на ламповых транзисторах к компьютерам на интегральных схемах и далее — к компьютерам на микропроцессорах, и каждый раз закон Мура находил подтверждение. В 1960-е годы ни один человек в Силиконовой долине не мог даже предположить, что современные технологии производства позволят размещать миллионы элементов в кремниевом кристалле (чипе) размером с почтовую марку. Но когда в соответствии с законом Мура должна была возникнуть такая степень интеграции, она возникла. Правда, закон Мура, похоже, стал действовать быстрее — за последние несколько лет период удвоения производительности сократился с двух лет до полутора.

Однако рано или поздно законы природы положат конец господству закона Мура. Взять, к примеру, размеры элементов микросхемы. Закон предсказывает, что к 2060 году они должны будут стать размером с одиночный атом — что невозможно с точки зрения квантовой механики.

***

ГордонЭрлМУР

Gordon Earle Moore, р. 1929

Американский компьютерный инженер и бизнесмен. Родился в Сан-Франциско, получил докторскую степень в области химической физики в Калифорнийском технологическом институте. Некоторое время работал под руководством Вильяма Шокли (William Shockley, 1910–89), одного из изобретателей транзистора, и занимался изучением полупроводников. Но в характере Шокли начала проявляться эксцентричность, поведение его стало непредсказуемым, и Мур и несколько его коллег уволились. С одним из них, Робертом Нойсом (Robert Noyce, 1927–90), в 1968 году Мур основал корпорацию Intel (где до сих пор занимает должность почетного председателя совета директоров) и приступил к разработке и производству сложных интегральных схем — «чипов», — лежащих в основе современных персональных компьютеров. «Закон» Мура впервые был изложен в 1965 году в журнале «Электроника» в комментарии ученого к статье о том, как технология интегральных схем должна привести к снижению стоимости компьютеров.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *