¿Qué sucederá cuando la mejora del proceso de fabricación de semiconductores ya no pueda reducir el tamaño de la característica según la Ley de Moore?

Answer 1

La Asociación de la Industria de Semiconductores lanzó recientemente el informe ITRS (Hoja de ruta de tecnología internacional para semiconductores) y aquí hay algunos pronósticos que pueden estar relacionados con las tendencias actuales en la industria.

1. ” La ley de Moore está muerta; viva la ley de Moore “ . Afirma que la reducción del transistor se detendrá en otros 5 años (para 2021), pero la densidad del transistor continuará aumentando. (Así que en su definición original está muerto, ¡pero aún continuará!)
1. La mayoría de las empresas consideran que no es tan económico moverse agresivamente a los últimos nodos como 10 / 7nm incluso ahora debido al costo involucrado.
2. Más allá de 10 nm (o puede ser de 7 nm), las opciones alternativas como el apilamiento 3D se harán más prominentes para aumentar la densidad de los transistores. Ya existe esta tecnología implementada en memorias flash, como Intel 3D-Xpoint, donde las celdas de memoria se apilan verticalmente.
3. Esto es como construir rascacielos utilizando la dimensión vertical en ciudades muy concurridas como Hong Kong, Manhattan y Tokio.
2. Otra tendencia que se pronostica (y que ya se ve en la industria) es un cambio desde el diseño del sistema desde el principio hasta el fondo (como diseñar primero las CPU cada vez más rápido y luego una PC diseñada para el mismo) a un diseño de sistema de arriba hacia abajo donde las aplicaciones determinan los diseños subyacentes.
1. Los controladores clave del mercado, como Mobile, Data Center e IoT, definirán los requisitos del sistema y se reducirán a las especificaciones de nivel de dispositivo.
2. Más que la ley de Moore: las tendencias siguientes se pronostican en futuros diseños y sistemas
1. Cambios en la arquitectura y la microarquitectura: como cada vez más procesadores de varios núcleos para centros de datos y computación paralela
2. menores requisitos de energía para cada vez más dispositivos conectados para IoT impulsarán las especificaciones de nivel de dispositivo
3. Integración heterogénea de más de IP de silicio, como MEMS (sistemas microelectromecánicos) y RF en un chip (compatible con las tendencias en empaquetado como SIP (sistema en paquete))

Para más detalles de bajo nivel, puedes leer el informe aquí.

Answer 2

El rendimiento del software (específicamente la eficiencia) se convertirá en el objetivo primordial de la ingeniería de software (si el hardware no se acelera, será mejor que elimine las instrucciones de sus algoritmos para lograr un mejor rendimiento).

Además, (como ya hemos visto), se aplicará una prima a la computación paralela, o más concretamente, se obtendrá tanto paralelismo de los problemas de computación / aplicaciones como sea posible (hasta el límite de la Ley de Amdahl), porque mientras que los uniprocesadores individuales pueden al no ser más rápidos, siempre podemos (dentro de algunos límites de disipación térmica / de energía / volumétricos) colocar más Unidades de procesamiento central ( [tos] , “núcleos”) en el sistema informático. Las personas que tienen problemas estrictamente de cómputo en serie simplemente serán SoL.

Para escalas reales, sin embargo, los sistemas agrupados son el camino. De lo contrario se conocen como las nubes.

Answer 3

La mayoría de las tecnologías pasan por un rápido crecimiento donde se encuentran los límites de la tecnología. En autos, 80 mph es el límite de práctica, con una potencia de aproximadamente 250 caballos de fuerza. En aviación, el límite es de 650 mph. Con los barcos, la velocidad está limitada por la ola de proa. Los límites de velocidad se impusieron a los automóviles hace casi un siglo, pero han mejorado mucho.

En tecnología digital, no habrá esa energía intensa para hacer uso de la nueva velocidad y capacidad en aumento. Así que se convertirá en mejoras más graduales. Al igual que un automóvil moderno, las computadoras e Internet se convertirán en una experiencia más refinada, con menos errores y software no deseado. Sin el rápido crecimiento, será más difícil ocultar el malware. Llegaremos a saber qué hay “bajo el capó”.

La fase de maduración de una tecnología está cargada de posibilidades. Una economía en expansión permitirá más núcleos de cpu, pero no a la velocidad de aliento de hoy.

Answer 4

La Ley de Moore todavía tiene algunos buenos años por delante. Una vez que tanto la limitación física (en algún lugar alrededor de unos pocos átomos) como las restricciones de diseño alcanzarán la “frontera final”, el ITRS tendrá algunas cartas en la manga.
1. Los materiales III-V ofrecen una velocidad de electrones / agujeros significativamente más rápida. En este momento son difíciles de integrar en obleas de 300/450 mm Si. Supongo que en 4-6 años veremos el primer proceso de HVM con III-V.
2. Proceso 3D – como en Samsung 3D NAND. En este momento es demasiado costoso para la mayoría de los fabricantes, pero en 5-8 años puede convertirse en el procesamiento principal.
3. La computación cuántica o biológica y otras cosas experimentales son prometedoras, pero ni siquiera están listas para ser HVM.

Answer 5

La ley de Moore tiene muy poco que ver con los programas que tienen errores. No importa qué tan rápida sea una computadora, funciona esencialmente de la misma manera. Ciertamente, la nueva potencia conduce a nuevos requisitos y desafíos, pero no debe esperar que dejen de producirse una vez que la potencia computacional deje de crecer. Siempre habrá errores porque

• La mayoría de los errores solo se pueden encontrar mediante pruebas. Probar formalmente que un programa funciona según lo previsto es casi imposible (en el sentido de que no hay un procedimiento que pueda decir para un programa dado, ya sea que se rompa o no. Vea el problema de detener)
• Siempre hay algo mejor que hacer para un programador, que corregir errores menores. Arreglar errores lleva tiempo. Eso es sólo negocios.

Es posible que en el futuro estén disponibles mejores métodos de prueba automática. Pero el fin de la ley de Moore solo pudo evitar eso.

Answer 6

La gente está tratando de encontrar alternativas viables al silicio para seguir reduciéndose por debajo de 5 nm, el límite actual. Hasta encontrar una buena alternativa, más núcleos, cambios arquitectónicos, chips más enfocados.

Answer 7

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