Ricordo che intorno al 1995 avevo un computer con una velocità della CPU di 75 MHz.
Poi un paio d'anni dopo, intorno al 1997, ne aveva uno che era 211 MHz.
Poi, qualche anno dopo, intorno al 2000 ne aveva uno che era come 1,8 GHz, poi intorno al 2003 ne aveva uno che era di circa 3 GHz.
Ora quasi 8 anni dopo sono ancora al massimo a 3 GHz. È a causa della legge di Moore?
Risposte:
La prima cosa, ricorda che la legge di Moore non è una legge, è solo un'osservazione. E non ha a che fare con la velocità, non direttamente comunque.
Inizialmente era solo un'osservazione che la densità dei componenti raddoppia praticamente ogni [periodo di tempo], tutto qui, niente a che fare con la velocità.
Come effetto collaterale, ha effettivamente reso le cose sia più veloci (più cose sullo stesso chip, le distanze sono più vicine) sia più economiche (meno chip necessari, più chip per wafer di silicio).
Ci sono dei limiti però. Man mano che il design dei chip segue la legge di Moore e i componenti si riducono, compaiono nuovi effetti. Man mano che i componenti si riducono, ottengono una superficie maggiore rispetto alle loro dimensioni e la corrente fuoriesce, quindi è necessario pompare più elettricità nel chip. Alla fine perdi abbastanza succo da rendere il chip caldo e sprecare più corrente di quanto tu possa usare.
Anche se non sono sicuro, questo è probabilmente il limite di velocità attuale, che i componenti sono così piccoli che sono più difficili da rendere elettronicamente stabili. Ci sono nuovi materiali per aiutarli un po ', ma fino a quando non apparirà un materiale completamente nuovo (diamanti, grafene) ci avvicineremo ai limiti di velocità grezzi di MHz.
Detto questo, la CPU MHz non è la velocità del computer, proprio come la potenza non è la velocità di un'auto. Esistono molti modi per rendere le cose più veloci senza un numero MHz superiore più veloce.
MODIFICA TARDI
La legge di Moore si riferiva sempre a un processo, secondo il quale è possibile raddoppiare la densità sui chip in alcuni intervalli regolari. Ora sembra che il processo al di sotto di 20nm possa essere bloccato. La nuova memoria viene spedita sullo stesso processo della vecchia memoria . Sì, questo è un singolo punto, ma potrebbe essere un presagio del futuro.
UN ALTRO MODIFICO TARDIVO Un articolo Ars Technica che lo dichiara morto . È stato divertente averti in giro per 50 anni.
La legge di Moore descrive una tendenza a lungo termine nella storia dell'hardware informatico. Il numero di transistor che possono essere collocati in modo economico su un circuito integrato è raddoppiato circa ogni due anni. Non si tratta della velocità di clock.
Inoltre, la velocità di clock di una CPU non è un indicatore affidabile della sua potenza di elaborazione .
Maggiore è la velocità di clock, maggiori saranno le cadute di tensione per produrre un segnale coerente. Maggiore è la tensione necessaria per aumentare, maggiore è la potenza richiesta. Maggiore è la potenza richiesta, maggiore sarà il calore emesso dal chip. Questo degrada i chip più velocemente e li rallenta.
A un certo punto, semplicemente non vale la pena aumentare ulteriormente la velocità di clock, poiché l'aumento della temperatura sarebbe maggiore di quello che sarebbe aggiungere un altro core. Questo è il motivo per cui c'è un aumento del numero di core.
Aggiungendo più core, il calore aumenta linearmente. Cioè c'è un rapporto costante tra velocità di clock e assorbimento di potenza. Rendendo i core più veloci, esiste una relazione quadratica tra i cicli di calore e di clock. Quando i due rapporti sono uguali, è tempo di ottenere un altro nucleo.
Questo è indipendente dalla Legge di Moore, ma poiché la domanda riguarda il numero di cicli di clock, non il numero di transistor, questa spiegazione sembra più adatta. Va notato che la legge di Moore prevede tuttavia limitazioni proprie.
EDIT: più transistor significa che viene fatto più lavoro per ciclo di clock. Questa sembra essere una metrica molto importante che a volte viene trascurata (è possibile che una CPU da 2 GHz superi le prestazioni di una CPU da 3 KHz) e questa è oggi una delle principali aree di innovazione. Quindi, anche se le velocità di clock sono state costanti, i processori sono diventati più veloci, nel senso che possono fare più lavoro per unità di tempo.
EDIT 2: ecco un link interessante che ha maggiori informazioni su argomenti correlati. Potrebbe essere utile.
EDIT 3: non correlato al numero di cicli di clock totali (numero di core * cicli di clock per core) è il problema del parallelismo. Se un programma non può parallelizzare le sue istruzioni, il fatto che tu abbia più core non significa nulla. Può usarne solo uno alla volta. Questo era un problema molto più grande di quanto lo sia oggi. La maggior parte delle lingue oggi supporta il parallelismo molto più di una volta, e ci sono alcune lingue (principalmente linguaggi di programmazione funzionale) che l'hanno resa una parte fondamentale del linguaggio (vedi Erlang , Ada e Go come esempi).
La legge di Moore prevedeva che il numero di transistor sarebbe raddoppiato ogni 18 mesi. In passato, ciò significava che le velocità di clock potevano raddoppiare. Una volta arrivati a circa 3 ghz, i produttori di hardware hanno capito che stavano raggiungendo la velocità della luce.
Ricordi come la velocità della luce è 299.792.458 metri / secondo? Ciò significa che su una macchina da 3 Ghz la luce viaggerà per circa un terzo di metro ogni ciclo di clock. È la luce che viaggia nell'aria. Tieni presente che l'elettricità è più lenta di quella e che i cancelli e i transistor sono ancora più lenti e non c'è molto che puoi fare in così tanto tempo. Di conseguenza, le velocità di clock sono diminuite leggermente e l'hardware si è spostato verso più core.
Herb Sutter ne ha parlato nel suo articolo "Free Lunch is Over" del 2005:
quickly_nowin considerazione il commento, un segnale può viaggiare di circa 6 cm per tick di orologio 3GHz. Non è molto lontano.
I chip a base di silicio hanno un limite di clock generale di circa 5 GHz prima che inizino letteralmente a sciogliersi. Sono state condotte ricerche sull'uso dell'arsenuro di gallio (GaAs), che avrebbe permesso ai chip di avere frequenze di clock più elevate, come in centinaia di GHz, ma non sono sicuro di quanto lontano sia arrivato.
Ma la legge di Moore ha a che fare con i transistor su un chip, non con le prestazioni o la velocità di clock. E a questo proposito, immagino che potresti dire che stiamo ancora tenendo il passo con la legge di Moore ramificandoci in più core di elaborazione ancora sullo stesso chip.
Secondo l' articolo di Wikipedia sulla legge di Moore , si prevede che continuerà fino al 2015.
Se vuoi sapere un altro modo in cui possiamo avere processori più veloci alle stesse velocità di clock, ha anche a che fare con il numero di istruzioni che possono essere eseguite per ogni impulso di clock. Tale numero è costantemente aumentato nel corso degli anni.
La sequenza temporale delle istruzioni al secondo è un buon grafico del numero di istruzioni per ciclo di clock.
Non sono un esperto di fisica o fisica, ma ho comprato computer ogni tre o quattro anni circa dal 1981 (nel '81 ho comprato il mio primo, un Sinclair ZX81 e tre anni dopo un Commadore 64, giocattoli davvero, e poi il mio primo IBM clone nel 1987), quindi ho 30 anni di "dati sul campo" su questo argomento.
Anche usando il mio primo clone IBM nel '87 come punto di partenza (che aveva 640k di RAM e un disco rigido da 32 MB), moltiplicando tutto per due ogni 18 mesi ottengo oggi 10 GB di RAM e un disco rigido da 1 TB. DANNO CHIUSO !!!! Solo un po 'troppa RAM e un po' meno HD rispetto a quello che si trova sulla mia scrivania oggi.
Considerando che questa "legge" era ovviamente intesa come un'aspettativa generale della crescita esponenziale della potenza del computer nel futuro, sono stato francamente scioccato dalla precisione con cui è stata sostanzialmente in tre decenni. Se solo "viaggi spaziali civili", "robot personali" e "macchine al passaggio del mouse" avessero visto una crescita esponenziale simile. Pietà.
Ma dal punto di vista di un UTENTE RIGOROSO, la Legge di Moore sembra reggere per ora.
il moderatore condensa più risposte:
Sebbene la legge di Moore si occupi esplicitamente del numero di transistor in un microchip, questo non è che UN SOLO benchmark in un mondo molto più ampio di tecnologie che avanzano a un ritmo esponenziale.
Per riattaccare a velocità di clock manca il punto. Basta guardare i benchmark CPU PassMark: http://www.cpubenchmark.net/high_end_cpus.html , per vedere che i computer stanno diventando SEMPRE più potenti OGNI GIORNO.
Il numero di transistor su un chip è semplicemente un componente per migliorare la potenza del computer di oggi.
Anche se non sono Moore né lo conosco, suppongo che in un senso più ampio la sua legge fosse un tentativo di prevedere l'aumento esponenziale della potenza di calcolo. Ha scelto il "numero di transistor su un chip" come parametro CONCRETO e più importante, QUANTIFICABILE al contrario di un'affermazione molto più "ambigua e difficile da provare" secondo cui "la potenza del computer raddoppierà ogni due anni". Per dimostrare la sua teoria, chiaramente era necessario qualcosa che potesse essere facilmente misurato come metro di valutazione. Ma andrò su un arto qui e suggerirò che stava predicendo una tendenza più ampia che riguardava OGNI aspetto dei computer.
Possiamo ancora rendere i processori più veloci con il silicio (ma non troppo velocemente), ma a questo punto è più economico / più efficiente solo ridurre i processori (o i loro core) e inserirne un numero maggiore in un die. I materiali più recenti come il grafene soffiano il silicio dall'acqua in termini di velocità di commutazione dei transistor, ma non abbiamo ancora imparato il processo di produzione. Sii paziente, arriverà più velocità, probabilmente prima o poi.