দ্রুত, পাতলা, সস্তা: কোওমের আইনটি কি নতুন মুর আইন?

ল্যাপটপ, মোবাইল এবং ট্যাবলেটগুলি প্রতি বছর সস্তা, স্নিকারক এবং আরও শক্তিশালী হয়, যখন ব্যাটারির আয়ু দীর্ঘতর হয়। আপনি কি কখনও ভেবে দেখেছেন যে এটি কেন এবং যদি ডিভাইসগুলি চিরকালের জন্য উন্নতি অব্যাহত রাখতে পারে?

প্রথম প্রশ্নের উত্তরটি মুরস ল, ডেনার্ড স্কেলিং এবং কুমির আইন নামে পরিচিত তিনটি আইন দ্বারা গবেষকরা আবিষ্কার করেছেন explained কম্পিউটিংয়ের উপর এই আইনগুলির প্রভাব এবং ভবিষ্যতে তারা আমাদের কোথায় নেতৃত্ব দিতে পারে তা বোঝার জন্য পড়ুন।

মুরের আইন কী?

আপনি যদি নিয়মিত মেকউসঅফ পাঠক হন তবে আপনি সম্ভবত পৌরাণিক মুরের আইন সম্পর্কে সচেতন।

ইন্টেলের প্রধান নির্বাহী কর্মকর্তা এবং সহ-প্রতিষ্ঠাতা গর্ডন মুর এটি 1965 সালে প্রথম চালু করেছিলেন।

তিনি ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন যে একটি চিপে ট্রানজিস্টরের সংখ্যা প্রতি দুই বছরে প্রায় দ্বিগুণ হয়ে যায় এবং বার্ষিকভাবে 20 থেকে 30 শতাংশ সস্তার হয়ে যায়। ইন্টেলের প্রথম প্রসেসরটি 1971 সালে 2,250 ট্রানজিস্টর এবং 12 মিমি 2 এর ক্ষেত্রের সাথে প্রকাশিত হয়েছিল। আজকের সিপিইউতে প্রতি মিলিমিটার স্কয়ারে কয়েক মিলিয়ন ট্রানজিস্টর রয়েছে।

এটি পূর্বাভাস হিসাবে শুরু করার সময়, শিল্পটি মুরের আইনকে রোডম্যাপ হিসাবে গ্রহণ করেছে। পাঁচ দশক ধরে, আইনের পূর্বাভাসের কারণে সংস্থাগুলি দীর্ঘমেয়াদী কৌশলগুলি তৈরি করতে পেরেছিল, তা জেনেও যে তাদের নকশাগুলি পরিকল্পনার পর্যায়ে অসম্ভব হলেও মুরের আইন উপযুক্ত মুহুর্তে পণ্য সরবরাহ করবে।

গেমসের চির উন্নত গ্রাফিক্স থেকে শুরু করে ডিজিটাল ক্যামেরায় মেগাপিক্সেলগুলির বেলুনিং সংখ্যা অবধি অনেক ক্ষেত্রে এটি নকআউনের প্রভাব ফেলেছিল।

তবে, আইনের একটি বালুচর জীবন রয়েছে এবং অগ্রগতির হার হ্রাস পাচ্ছে। যদিও চিপমেকাররা সিলিকন চিপের সীমাবদ্ধতার কাছাকাছি নতুন উপায় সন্ধান করতে থাকে , মুর নিজেই বিশ্বাস করেন যে এই দশকের শেষের দিকে এটি আর কাজ করবে না। তবে, এটি অদৃশ্য হওয়ার প্রযুক্তিগুলির প্রথম আইন হবে না।

ডেনার্ড স্কেলিং-এ এখন কি হয়েছে?

1974 সালে, আইবিএম গবেষক রবার্ট ডেনার্ড পর্যবেক্ষণ করেছেন যে ট্রানজিস্টরগুলি সঙ্কুচিত হওয়ার সাথে সাথে তাদের বিদ্যুতের ব্যবহার তাদের অঞ্চলের সাথে সমানুপাতিক থেকে যায়।

ডেনার্ড স্কেলিং, এটি পরিচিত হিসাবেই বোঝা গেল, ট্রানজিস্টর অঞ্চলটি প্রতি 18 মাসে প্রতি 50 শতাংশ হ্রাস পেয়েছে, যার ফলে একটি ঘড়ির গতি 40 শতাংশ বৃদ্ধি পাবে, তবে একই স্তরের বিদ্যুৎ খরচ রয়েছে।

অন্য কথায়, ওয়াট প্রতি গণনার সংখ্যা তাত্পর্যপূর্ণ তবে নির্ভরযোগ্য হারে বৃদ্ধি পাবে এবং ট্রানজিস্টরগুলি দ্রুত, সস্তায় এবং কম শক্তি ব্যবহার করবে।

ডেনার্ড স্কেলিংয়ের যুগে, পারফরম্যান্সের উন্নতি চিপমেকারদের জন্য অনুমানযোগ্য প্রক্রিয়া হিসাবে ব্যবহৃত হত। তারা কেবল সিপিইউতে আরও ট্রানজিস্টর যুক্ত করেছে এবং ক্লক ফ্রিকোয়েন্সি র‌্যাম্প করেছে।

এটি ভোক্তাদের বুঝতেও সহজ ছিল: ৩.০ গিগাহার্জ-এ চালিত প্রসেসর ২.০ গিগাহার্জ-এ চালিত একের চেয়ে দ্রুত এবং প্রসেসরগুলি দ্রুত বাড়তে থাকে। প্রকৃতপক্ষে, সেমিকন্ডাক্টর্টরগুলির জন্য আন্তর্জাতিক প্রযুক্তি রোডম্যাপ (আইটিআরএস) একবার ভবিষ্যদ্বাণী করেছে ঘড়ির হার 2013 গিগা হার্টজে পৌঁছে যাবে !

তবুও আজ, বাজারের সেরা প্রসেসরগুলির বেইস ফ্রিকোয়েন্সি রয়েছে মাত্র 4.1GHz z কি হলো?

ডেনার্ড স্কেলিংয়ের সমাপ্তি

ট্রানজিস্টরগুলির সঙ্কুচিত হারের সাথে বিদ্যুৎ ব্যবহারের হ্রাস যখন গতিতে থাকে তখন ঘড়ির গতি কাদায় আটকে যায়।

ট্রানজিস্টরগুলি খুব ছোট হয়ে গিয়েছিল এবং বৈদ্যুতিক প্রবাহটি প্রবাহিত হতে শুরু করে, অতিরিক্ত তাপীকরণ এবং উচ্চ তাপমাত্রা সৃষ্টি করে যার ফলে ত্রুটি ও সরঞ্জামের ক্ষতি হয়। আপনার কম্পিউটার চিপটিতে তাপ ডুবে যাওয়ার কারণগুলির মধ্যে এটি অন্যতম। ডেনার্ড স্কেলিং পদার্থবিজ্ঞানের আইন দ্বারা নির্ধারিত সীমাতে পৌঁছেছিল।

আরও কোর, আরও সমস্যা

গ্রাহক এবং সম্পূর্ণ শিল্প ক্রমাগত গতির উন্নতিতে অভ্যস্ত থাকার সাথে, চিপ নির্মাতাদের একটি সমাধান প্রয়োজন। সুতরাং, তারা ক্রমবর্ধমান পারফরম্যান্স রাখার উপায় হিসাবে প্রসেসরগুলিতে কোর যুক্ত করা শুরু করে।

তবে একাধিক কোর কেবলমাত্র একক-কোর ইউনিটে ঘড়ির গতি বাড়ানোর মতো কার্যকর নয়। বেশিরভাগ সফ্টওয়্যার মাল্টিপ্রসেসিংয়ের সুবিধা নিতে পারে না। মেমরির ক্যাচিং এবং বিদ্যুত খরচ অতিরিক্ত বাধা।

মাল্টিকোর চিপগুলিতে সরানো অন্ধকার সিলিকনের আগমনকেও সূচিত করেছিল।

সিলিকনের গা Age় বয়স

এটি শীঘ্রই স্পষ্ট হয়ে উঠল যে অনেকগুলি কোর একসাথে হলে বৈদ্যুতিক প্রবাহ ফুটো হয়ে যায় এবং একা-কোর চিপসগুলিতে ডেনার্ড স্কেলিংকে মেরে ফেলা ওভারহেটিং সমস্যাটি পুনরুত্থিত করে।

ফলাফলটি মাল্টিকোর প্রসেসর যা তাদের সমস্ত কোর একসাথে ব্যবহার করতে পারে না। "গা dark় সিলিকন" নামে পরিচিত একটি প্রক্রিয়ায় আপনি যত বেশি কোর যুক্ত করবেন, একটি চিপের ট্রানজিস্টর তত বেশি চালিত বা ধীর করতে হবে।

সুতরাং, যদিও মুরের আইন আরও ট্রানজিস্টরগুলিকে একটি চিপের উপর ফিট রাখতে দেয়, গা dark় সিলিকন সিপিইউ রিয়েল এস্টেটে দূরে খাচ্ছে। সুতরাং, আরও কোর যুক্ত করা অর্থহীন হয়ে যায়, কারণ আপনি একই সময়ে সমস্তগুলি ব্যবহার করতে অক্ষম হন।

একাধিক কোর ব্যবহার করে মুরের আইন বজায় রাখা একটি মৃত পরিণতি বলে মনে হচ্ছে।

কিভাবে মুর আইন চালিয়ে যেতে পারে

একটি প্রতিকার হ'ল সফ্টওয়্যার মাল্টিপ্রসেসিং উন্নত করা। জাভা, সি ++ এবং একক কোরগুলির জন্য ডিজাইন করা অন্যান্য ভাষাগুলি গো এর মতোগুলিকে পথ দেখায় যা একযোগে চলতে আরও ভাল।

আর একটি বিকল্প ফিল্ড-প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে (এফপিজিএ) ব্যবহার বাড়িয়ে দিচ্ছে, এক ধরণের কাস্টমাইজযোগ্য প্রসেসর যা ক্রয়ের পরে নির্দিষ্ট কাজের জন্য পুনরায় কনফিগার করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি এফপিজিএ গ্রাহক ভিডিও পরিচালনা করতে অপ্টিমাইজ করতে পারে বা কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা অ্যাপ্লিকেশনগুলি চালানোর জন্য বিশেষভাবে অভিযোজিত হতে পারে।

গ্রাফিনের মতো বিভিন্ন উপকরণের বাইরে ট্রানজিস্টর তৈরি করা মুরের পূর্বাভাসের চেয়ে আরও বেশি জীবন কাটাতে তদন্ত করা অন্য অঞ্চল। এবং, লাইন থেকে নিচে, কোয়ান্টাম কম্পিউটিং গেমটি পুরোপুরি পরিবর্তন করতে পারে।

ভবিষ্যত কোওমির আইনের সাথে সম্পর্কিত

২০১১ সালে, অধ্যাপক জোনাথন কোমি দেখিয়েছেন যে পিক-আউটপুট শক্তি দক্ষতা (শীর্ষ গতিতে চলমান প্রসেসরের দক্ষতা) মুর ল দ্বারা বর্ণিত প্রসেসিং পাওয়ার ট্র্যাজেক্টোরির প্রতিধ্বনি করেছে।

কোমির আইন অনুসারে, ১৯৪০-এর দশকের ভ্যাকুয়াম-নল জন্তু থেকে শুরু করে ১৯৯০-এর দশকের ল্যাপটপ পর্যন্ত, প্রতি জলের প্রতি শক্তি গণনা প্রতি 1.57 বছরে নির্ভরযোগ্যভাবে দ্বিগুণ হয়েছিল। অন্য কথায়, একটি নির্দিষ্ট টাস্ক দ্বারা ব্যবহৃত ব্যাটারি প্রতি 19 মাসে অর্ধেক হয়ে যায়, ফলস্বরূপ একটি নির্দিষ্ট গণনার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি প্রতি দশকে 100 এর ফ্যাক্টর দ্বারা হ্রাস পায়।

যদিও ডেস্কটপ এবং ল্যাপটপের একটি জগতে মুরের ল এবং ডেনার্ড স্কেলিং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল, আমরা প্রসেসরগুলি র উপায়টি এতটাই পরিবর্তিত হয়েছে যে কুমির ল দ্বারা প্রতিশ্রুত শক্তি দক্ষতা সম্ভবত আপনার আরও প্রাসঙ্গিক।

আপনার কম্পিউটিং জীবন সম্ভবত অনেকগুলি ডিভাইসের মধ্যে বিভক্ত: ল্যাপটপ, মোবাইল, ট্যাবলেট এবং বিবিধ গ্যাজেট। এই বিস্তৃত কম্পিউটিংয়ের যুগে ব্যাটারি লাইফ এবং প্রতি ওয়াট পারফরম্যান্সটি আমাদের বহু-কোরিড প্রসেসরের বাইরে আরও গিগাহার্টজ নিচু করার চেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠছে।

তেমনিভাবে, আমাদের প্রচুর প্রসেসিংয়ে বিশাল ক্লাউড কম্পিউটিং ডেটা সেন্টারগুলিতে আউটসোর্স করা, কোওমির আইনের শক্তি ব্যয়কে জড়িত করার বিষয়টি প্রযুক্তিবিদদের পক্ষে খুব আগ্রহী।

যাইহোক, 2000 সাল থেকে, ডেনার্ড স্কেলিং এবং মুরের আইন হ্রাসের কারণে কোওমের আইন দ্বারা বর্ণিত শক্তি দক্ষতার শিল্প-প্রশস্ত দ্বিগুণতা হ্রাস পেয়েছে। কোমির আইন এখন প্রতি 2.6 বছর সরবরাহ করে এবং এক দশক ধরে, শক্তি দক্ষতা 100 এর পরিবর্তে মাত্র 16 এর একটি কারণ দ্বারা বৃদ্ধি পায় increases

কৌমির আইন ইতিমধ্যে ডেনার্ড এবং মুরকে সূর্যাস্তে অনুসরণ করছে তা বলা অকাল হতে পারে। 2020 সালে, এএমডি জানিয়েছে যে এর এএমডি রাইজন 7 4800 এইচ প্রসেসরের শক্তি দক্ষতা তার 2014 সিপিইউগুলির তুলনায় 31.7 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা বেড়েছে, যা কোমির আইনকে সময়োপযোগী এবং যথেষ্ট বৃদ্ধি দিয়েছে।

সম্পর্কিত: অ্যাপলের নতুন এম 1 চিপ হ'ল একটি গেম চেঞ্জার: আপনার জানা দরকার Everything

কোমির আইন প্রসারিত করার দক্ষতার পুনরায় সংজ্ঞা দেওয়া

শিখর-আউটপুট শক্তি দক্ষতা কম্পিউটিং দক্ষতা মূল্যায়নের একমাত্র উপায় এবং এটি এখন পুরানো।

বিগত দশকগুলিতে এই মেট্রিকটি আরও অর্থবোধ করেছিল, যখন কম্পিউটার দুষ্প্রাপ্য ছিল, ব্যয়বহুল সংস্থান যা ব্যবহারকারী এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলির দ্বারা তাদের সীমাতে সীমাবদ্ধ ছিল।

এখন, বেশিরভাগ প্রসেসর উদাহরণস্বরূপ কোনও ভিডিও গেম চলাকালীন তাদের জীবনের সামান্য অংশের জন্য শীর্ষস্থানীয় পারফরম্যান্সে চলে। অন্যান্য কাজগুলি যেমন বার্তাগুলি পরীক্ষা করা বা ওয়েব ব্রাউজ করার জন্য অনেক কম শক্তি প্রয়োজন। যেমন, গড় শক্তি দক্ষতা ফোকাস হয়ে উঠছে।

কোওমি ব্যবহৃত মোট শক্তি দ্বারা প্রতি বছর সঞ্চালিত ক্রিয়াকলাপগুলির সংখ্যা ভাগ করে এই "সাধারণ-ব্যবহার দক্ষতা" গণনা করেছেন এবং যুক্তি দিয়েছেন যে এটি তার মূল গঠনের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত "পিক-ব্যবহার দক্ষতা" স্ট্যান্ডার্ডটি প্রতিস্থাপন করবে।

যদিও ২০০ analysis থেকে ২০২০ সালের মধ্যে বিশ্লেষণটি এখনও প্রকাশিত হতে পারে, সাধারণত-ব্যবহারের দক্ষতা প্রতি 1.5 বা তত বছরে দ্বিগুণ হবে বলে আশা করা হচ্ছে, মুরের আইনটি যখন প্রধানমন্ত্রীর সময়ে ছিল তখন কোমির আইনকে সর্বোচ্চ হারে ফিরিয়ে দেওয়া হয়েছিল।

কুমির আইনের একটি নিদর্শন হ'ল ডিভাইসগুলি আকারে হ্রাস করতে থাকবে এবং কম শক্তি-নিবিড় হয়ে উঠবে। সঙ্কুচিত — তবে এখনও উচ্চ-গতির — প্রসেসরগুলি শীঘ্রই এত কম চালিত হতে পারে যে তারা পশ্চাদপট তাপ, আলো, গতি এবং অন্যান্য উত্সগুলির মতো সরাসরি পরিবেশ থেকে তাদের শক্তি আঁকতে সক্ষম হবে।

এই ধরনের সর্বব্যাপী প্রক্রিয়াকরণ ডিভাইসের ইন্টারনেট অফ থিংস (আইওটি) এর সত্যিকারের যুগে সূচনা হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে এবং আপনার স্মার্টফোনটি 1940-এর দশকের ভ্যাকুয়াম-টিউবযুক্ত বেমোথগুলির মতো পুরানো হিসাবে দেখায়।

যাইহোক, বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা যেমন "সাধারণ-ব্যবহার দক্ষতা" অনুকূলকরণের জন্য আরও বেশি নতুন প্রযুক্তি আবিষ্কার ও প্রয়োগ করেন, কম্পিউটারের মোট শক্তি ব্যবহারের সেই অংশটি সম্ভবত ব্যবহারের পর্যায়ে এতটা হ্রাস পাবে যে কেবল পিক-আউটপুট হবে পরিমাপ করার জন্য যথেষ্ট তাৎপর্যপূর্ণ।

পিক-আউটপুট ব্যবহার আরও একবার শক্তির দক্ষতার বিশ্লেষণের জন্য গতিপথে পরিণত হবে। এই দৃশ্যে, কূমির আইন অবশেষে পদার্থবিজ্ঞানের একই আইনগুলির মুখোমুখি হবে যা মুর আইনকে ধীর করে দিচ্ছে।

পদার্থবিদ্যার সেই আইনগুলি, যার মধ্যে থার্মোডিনামিক্সের দ্বিতীয় আইন অন্তর্ভুক্ত, মানে কোমির আইন 2048 সালের শেষের দিকে শেষ হবে।

কোয়ান্টাম কম্পিউটিং সবকিছু বদলে দেবে

সুসংবাদটি হ'ল ততক্ষণে কোয়ান্টাম কম্পিউটিংয়ের সুসংহত হওয়া উচিত, একক পরমাণুর সাধারণ জায়গার উপর ভিত্তি করে ট্রানজিস্টর দিয়ে এবং গবেষণার এক নতুন প্রজন্মকে কম্পিউটিংয়ের ভবিষ্যতের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য আরও একটি সম্পূর্ণ অন্যান্য আইন আবিষ্কার করতে হবে।