Ars Technica - Že nekaj časa se velika proizvajalca CPU-jev srečujeta s težavo, ki jo povzroča fizična razdalja med tranzistorji na procesorju. Ker so v pogledu načrtovanja procesorji praktično dvodimenzionalni, prihaja do težav zaradi razdalj med posameznimi komponentami procesorja. Če na kratko obrazložim - imamo dva tranzistorja, velikosti 1µm (mikrometer). Če sta povezana z 1mm dolgo povezavo, to pomeni, da signal med njima prepotuje razdaljo, ekvivalenteno prostoru, ki ga zasede 1000 tranzistorjev. Če velikost tranzistorjev zmanjšamo na 1nm, obdržimo pa isto povezavo, prepotuje signal razdaljo, ekvivalentno prostoru, ki ga zasede milijon tranzistorjev. To pa ima slab vpliv na zakasnitve znotraj procesorja in s tem tudi na delovanje procesorja - hitrost in porabo.
Pri Intelu zato preizkušajo 3 dimenzionalno zasnovo procesorja, kjer bi (enostavno povedano) ene dele procesorja "poveznili" preko drugih. To seveda nameravajo storiti na tak način, da kar najbolj približajo dele, ki med seboj veliko komunicirajo - naprimer FPU in registre. Intel je to storil z eksperimentalno različico P4 procesorja. Rezultat? 25% krajši pipeline, kar je samo po sebi prineslo 15% izboljšanje zmogljivosti. Poraba je upadla za 15%, skupaj pa to pomeni kar 35% izboljšanje razmerja poraba/zmogljivost. Nekaj več podrobnosti o tem preizkusu je na voljo na Arstechnici, za tiste bolj zahtevne bralce pa priporočam članek z Real World Technologies.
3D pristop pri načrtovanju računalniških sistemov ni sicer nič novega. Cray je tak pristop, poimenovan 3D Torus (glej sliko) uvedel leta 1993 v T3D superračunalniku. Razlog - prevelika razdalja med posameznimi procesorskimi enotami pri uporabi klasičnih, 2D povezav.
Tole pa začenja počasi spominjati na možgane. Če se bodo lahko posamezni deli procesorja pogovarjali tridimenzionalno , potem lahko v kratkem času pričakujemo enormne zmogljivosti. Samo zamislite si samo en mali pročesorček 3x3x3 , 3na3potenco, to je 27 procesorjev. To je noro, kaj pa še malo več : 4na4,....NnaN,... Vau , pa imamo znanstveno fantastiko tu. Samo vprašanje časa , kdaj bodo taki procesorski možgani sposobnejši od človeških.
O tem se je govorilo že nekaj let nazaj pa ni bilo nič, tako da sem vesel, da se stvar premika. Seveda je to zelo kompleksna zadeva za naredit. Že tako ima en procesor več kot 40(če ne celo veliko več) slojev. Če dajaš ene elemente ne druge se ti pa debelina vsaj podvoji. In potem so tu še problemi povezovanja, ki so že v 2D skoraj neobvladljivi.
Velja opozoriti, da povečevanje števila procesorjev še ne pomeni hitrejšega delovanja, ampak lahko v nekaterih (ne tako redkih) primerih povzroči celo poslabšanje učinkovitosti. Procesorji se namreč morajo "dogovoriti", kateri bo opravil katero opravilo in to lahko traja preveč časa.
Nikjer ne piše da se gre za več procesorjev, ampak za drugačno zgradbo procesorja. Mathjazz ti si mal mim tole reku. Če bi se procesorji znali med sabo dogovarjati, pol to kar imamo doma zdej nebi imeli. Da bi kakšen program bil unčikovit na več procesorjih, bo tako tudi napisan da bo znal izkoristit procesorje. Glede na to da so začeli razvijat oz. so že prej tudi preizkusili ta način izdelave procesorja, jim bo tudi vspelo, ker imajo denar in čas.
Že tako ima en procesor več kot 40(če ne celo veliko več) slojev. Če dajaš ene elemente ne druge se ti pa debelina vsaj podvoji. In potem so tu še problemi povezovanja, ki so že v 2D skoraj neobvladljivi.
Kje si pa to o 40 in več slojih pobral? No delno drži, en tranzistor je sestavljen iz več slojev "p-n" strukture, ampak to se nekako ne šteje kot bi bil procesor narejen iz več slojev.
Ja problem s takimi postvaritvami tranzistorjev je gretje, velik problem.
Mathjazz govora je o 3d strukturi tranzistorjev, ne pa da bi dali več procesorjev enega na drugega. S plošnem to pomeni povečanje gostote tranzistorjev na nm2. Seveda prinese pohitritve, manjše zakasnitve, lahko tudi "manjšo porabo" (v primerjavi kot z enakim številom tranzistorjev razporejenim po površini), a s sabo tudi veliko segrevanja.
Gretje ni velik problem, saj sta ta dva sloja na kupu, torej če spustiš ferkvenco, hitro prideš na obvadljivo mejo. Vsaj ko govorimo o malo slojih. Največji problem je imo dva neodvisna sloja povezat, ali pa jih celo skupaj proizvajat.
Itak je gretje problem, če daš jedro na dva dela in enega potem postaviš na drugega, more it toplota iz zgornjega dela skozi spodnji del in šele potem v hladilnik. In to zna ratat problematično, če bodo pretiravali z rastjo v višino.
Uf! Uf! Je rekel Vinetou in se skril za skalo,
ki jo je prav v ta namen nosil s seboj.
Bi lahko izdelovali procesorje, ki ležijo na bakreni plošči ali pa "heatpajpi"?, pa bi imel vsak sloj svoj hladilnik :) Če se prav spmnim, se da na manjših razdaljah dosegati višje frekvence z manj napakami pri prenosu podatkov.
Ah kake ideje mate za to. Če naredš par procesorjev skupi ne boš študiro kako hlajenje bo imelo ampak zato se nm majnšajo pa majn nm ko je majn toplote je.
Heh, če imaš 100w toplote za odvest z 1 cm2, boš še kako študiral, kako jo odvest. Da ne boš po parih letih rekel šefu 'ee, imamo super procesor, dela ultra hitro, samo je problem, po desetih minutah se mu jedro pregreje in ga moreš ugasnit, da se pohladi'.
Uf! Uf! Je rekel Vinetou in se skril za skalo,
ki jo je prav v ta namen nosil s seboj.
Destroyer, a po manj "nm-jev" greš pa u diskont? Tear_DROP, če (se popravljam) jedro prilepiš na bakreno plioščo z dvema heatpipe cevema, ki štrlita na vsako stran, da lahko namontiramo gor lep hladilnik, ostanjeo razdalje znotraj jedra enake, le iz dveh strani se hladi. Bi bil pa problem z povezovanjem jedra na podnožje, ker bi bilo manj prostora.
in kje v zgornji novici piše o lepljenju jeder skupaj? to praktično že sedaj počnejo - nisem glih poznavalec procesorjev, kot vas je večina tule, ampak kolikor vem, sedaj v dvojedrnikih lepijo dve jedri eno na drugo.
novica pa govori o če hočete warpanju (ukrivljanju) procesorja, 1 jedro je dosedaj bilo na eni plasti silicija in je bilo dvodimenzionalno (prenesite svoje space travel znanje sem), kar je razdaljo od enega konca procesorja do drugega naredilo mnogokrat večjo, kot pa so bili veliki sami gradniki procesorja - da pa bi skrajšali pot od enega gradnika, do drugega, gradnikov ne bodo več "štukali" zaporedno ampak bodo dali samo 1 jedro (ne dveh jeder, ne 80 jeder ampak 1 jedro) v več plasti - da dobijo krajše povezave znotraj samega jedra - tu vmes ne moreš sedaj dat bakrene ploščice, ker si povezavo nazaj raztegnil, če ti v novici piše, da nočejo met 1mm povezave med dvema koncema jedra, kakšno ploščico boš vtaknil sedaj med dve plasti 1 jedra, da bo dovolj razdalje in da bo efektivno odvajala toploto?
za med dve jedri se pa strinjam, da bi bilo kar zanimivo vtaknit odvode toplote - tko kot bi bilo ful dobro, če bi osnovno ohišje procesorja bilo votlo in imelo priključke za vodno hlajenje gor
"Figures don't lie, but liars figure."
Samuel Clemens aka Mark Twain
Jejheta...dvojedrni procesor lahko dobiš tako, da dva jedra nabiješ na substrat in jih povežeš med seboj - taki so bli prvi dualcore P4. Sam to je res grda in neučinkovita rešitev - podvojiš porabo in gretje. Sedanji dvojedrniki so sestavljeni rahlo drugače - dva jedra + skupen predpomnilnik na istem kosu silikona, plus namenski dizajn. Ne tičita pa en na drugem...glej sliko - tist "pisan" del sta procesorska jedra, on "monoton" je pa L2 cache:
Man is condemned to be free; because once thrown into the world,
he is responsible for everything he does.
[J.P.Sartre]
Dokler lahko interconnect dohaja zahteve jeder...je vse kul. Večino težav npr. v superračunalnikih pomeni lih interconnect - hočeš manjše razdalje med procesorskimi enotami, da zmanjšaš latenco, kar pa avtomatično pomeni PROBLEM zaradi hlajenja. In pol zmanjšuješ porabo, uporabljaš čuda prijemov za učinkovito hlajenje... V Kiberpipi je bilo o tem zelo zanimivo predavanje, sam posnetka očitno ni v arhivu...
V glavnem - tu je nekje podobno. Dokler lahko dohajaš zahteve jeder po podatkih (in obenem ne skuriš 230W, kot določeni DC P4 ) je kul. Tu naj bi mel AMD prednost, ker je njihov interconnect (Hypertransport) precej bolj skalabilen od zastarelega FSB, ki ga uporablja Intel. No, sej počasi bo tud Intel opustil FSB... Fora pri nenapopanih jedrih je pač boljša integracija, IMO. Pač, "nativni" 4-way procesor bo deloval boljše, kot "nahekan" 4-way procesor, ker je mišljen, da tako deluje od načrtovanja naprej.
--edit--
Brisan off-topic del! //madviper
Man is condemned to be free; because once thrown into the world,
he is responsible for everything he does.
[J.P.Sartre]
Sicer pa prebreite še enkrat novico, gre za 3d strukturo tranzistorskih polj, ne za lepljenje jeder skupaj.
Glede na baker in heatpipe ... zakaj bi to delal? NA tak način ne veliko zmanjšaš stvari, ker ni nobene razlike 1. veliko jedro, 2. stisnjeno jedro in zraven cel hladilni sistem ...
v Bistvu imajo vsi procesorji več slojev povezav, torej so vsi 3D. Ampak vsi imajo samo eno plast za tranzistorje. Toti novi "3D" tranzistorji pa imajo več plasti za tranzistorje in še več za povezave med njimi.
Meni se zdi najboljši dizajn, da bi vsako plast tranzistorjev uporabili za eno jedro (ali več).
Meni se zdi najboljši dizajn, da bi vsako plast tranzistorjev uporabili za eno jedro (ali več).
Nikakor ne in o tem sploh nihče ne razmišlja, ker je nesmiselno. S tem ne bi pridobil niti na hitrosti niti na porabi, vsa skupaj bi se n-krat bolj grelo, čip pa ne bi bil več ploščica ampak kocka, kar pa tudi ne bi bilo uporabno, kar ne bi mogel kam nalotati vseh stotin potrebnih nogic.
Kot so že nekateri ugotovili, je 3D zasnova zaradi pregrevanja v praksi neuporabna. Intelovi inženirji se tega zavedajo in delajo samo na dveh plasteh in kar je najbolj pomembno, zelo pazljivo se odločajo kaj bo v zgornji in kaj v spodnji plasti, glede na stopnjo gretja in pa glede na to, kateri deli med seboj več komunicirajo.
kot je znano, je procesor sestavljen iz popolnoma različnih delov, ki so sedaj na čipu eden poleg drugega. V glavnem imamo FPU, L1 cache, L2 cache, ki zasede kar polovico celotnega procesorja, SIMD enote, izvršilne enote in register.
Trenutno so se lotili problema tako, da bo v eno plasti FPU, L1 cache in polovica L2 cachea, v drugi plasti pa SIMD enote, izvršilne enote, register in druga polovica L2 cachea. Tudi tu so bistveno pozornost namenili "vročim točkam", kot jih oni imenujejo, da so tudi v 3D prostoru čim bolj oddaljene ena od druge. In pa seveda so gledali, tudi na zmogljivost, tako, da so izvržilne enote fizično čim bližje cacheu in registru. Vse skupaj je eno samo iskanje kompromisov med pregrevanjem in tlačenjem posameznih enot čim bolj skupaj.
O več kot dveh plasteh, pa trenutno še nihče niti ne razmišlja, ker z današnji tehnologijo, kjer se vse greje ko hudič to ne bo nikoli mogoče, dokler seveda ne izdelajo procesorja, ki se ne bo tako grel, kar pa se verjetno ne bo zgodilo za časa našega življenja. Tako, da o 3D procesorjih ni treba pisati preveč senzacionalistične članke, ker gre samo za dve plasti.
So pa z prenosom nekaterih enot v drugo plast pridobili skupno za 25% krajše pipeline, kar je dalo 15% pospešek pri končni hitrosti procesorja, hkrati pa se je poraba tudi zmanjšala za 15%. In to je to. V praksi neopazen 15% pospešek in hkrati 15% prihranek pri porabi elektrike CPU-ja, kar pri celotnem računalniku pomeni kakšna 2% prihranjene elektrike, kar pa spet ni omembe vredno. Je pa napredek in to je pomembno
Lahko sklepam, da se tak čip greje za 15% manj kot običajni čip, ampak hkrati površina za odvajanje toplote zaradi razporeditve v dve plasti manjša za kar 50%, kar da na koncu po moji matematični logiki za 35% bolj segreto jedro procesorja, če uporabljamo enak hladilnik. Torej bo tak čip za 35% bolj vroč pri delovanju, kar pa nikakor ni zanemarljivo.
Torej, dandanes je kar težko odvesti toploto iz vira s približno 1MW/m^2 tako, da manjšanje jedra običajno pomeni še višje temperature kljub nižji porabi. Prostora na spodnji strani za hlajenje je praktično že zmanjkalo, okrogli/valjasti procesorji pa tudi ne pridejo v poštev. No, mogoče bi se dalo stvar nekako rešiti, če bi jedro malenkost dvignili nad pcb-jem in poskrbeli za pretok plina/tekočine pod njim
Daedalus silikona ? Silicija najbrž ampak pustimo zdaj to. Jah, mikroskopske vroče-cevke bi bile kar zanimive, še posebno, če bi jih uporabili kot votle nožice procestorja, samo bi jih bilo malce težko napolniti s plinom in nekako zapreti XD
Some nanoparticles are more equal than others
Good work: Any notion of sanity and critical thought is off-topic in this place
Tole pa začenja počasi spominjati na možgane. Če se bodo lahko posamezni deli procesorja pogovarjali tridimenzionalno , potem lahko v kratkem času pričakujemo enormne zmogljivosti. Samo zamislite si samo en mali pročesorček 3x3x3 , 3na3potenco, to je 27 procesorjev. To je noro, kaj pa še malo več : 4na4,....NnaN,... Vau , pa imamo znanstveno fantastiko tu. Samo vprašanje časa , kdaj bodo taki procesorski možgani sposobnejši od človeških. 
. 
