Закон Мура, вдвое или вчетверо вырастет скорость процессора?

[Ktina]

Если уменьшить размер транзистора вдвое, во сколько раз быстрее станет работать процессор - вдвое или вчетверо?
Мне кажется, что вчетверо, поскольку, с одной стороны, проходящим через транзистор электронам требуется преодолеть вдвое меньшее расстояние (а значит и за вдвое меньшее время), а с другой стороны, вдвое меньший размер транзистора позволяет производителю напихать втиснуть вдвое больше транзисторов в процессор.

Но почему же тогда Закон Мура гласит, что скорость процессора удваивается (а не учетверяется) каждые полтора года?

[mihaild]

Грубо говоря, за один такт должно успеть отработать определенное число элементов. При сохранении архитектуры добавлять элементы бессмысленно - новые просто не будут ничего делать (т.к. не предусмотрены конструкцией).
А если менять архитектуру, то производительность вообще нельзя описать одним числом т.к. относительное время разных операций может меняться.

[rockclimber]

Ktina в сообщении #1350989 писал(а):

Но почему же тогда Закон Мура гласит, что скорость процессора удваивается (а не учетверяется) каждые полтора года?

Побуду капитаном. Скорость процессора после изготовления не меняется вообще. Речь идет о процессорах в общем, например, о самых мощных из них или о самых популярных. Итак, за полтора года скорость удваивается. За три года - учетверяется. То есть (предполижим, ваши рассуждения о связи размеров и производительности верны) за три года размеры транзисторов уменьшаются вдвое. И в чем тут противоречие?

[Ktina]

mihaild
А как же параллельная обработка? Разве её наличие не позволяет добавлять элементы?

-- 02.11.2018, 00:36 --

rockclimber в сообщении #1350993 писал(а):

Скорость процессора после изготовления не меняется вообще.

Имелся в виду "a processor" and not "the processor". Я же могу сказать, что скорость, скажем, Тойоты выросла благодаря внедрению в новых моделях того-то и того-то (получилось даже в рифму). Ясно, что речь идёт не об одной и той же Тойоте, а о Тойоте вообще.

[arseniiv]

Вообще кстати о законе Мура можно ведь уже забыть?

Ktina в сообщении #1350989 писал(а):

поскольку, с одной стороны, проходящим через транзистор электронам требуется преодолеть вдвое меньшее расстояние (а значит и за вдвое меньшее время)

Только не электроны.

[Ktina]

rockclimber в сообщении #1350993 писал(а):

предполижим

(Оффтоп)

Тогда уж надо было -жем на конце писать Сплошные фрейдизмы.

-- 02.11.2018, 00:41 --

arseniiv в сообщении #1350997 писал(а):

Только не электроны.

А что тогда?

-- 02.11.2018, 00:42 --

arseniiv в сообщении #1350997 писал(а):

Вообще кстати о законе Мура можно ведь уже забыть?

Английская Вики с Вами не очень хочет соглашаться:
https://en.wikipedia.org/wiki/Moore%27s_law

[Pphantom]

Ktina в сообщении #1350998 писал(а):

Английская Вики с Вами не очень хочет соглашаться:

Это суммарная производительность всех ядер многоядерного процессора, что, вообще говоря, совсем не то же самое, что производительность одного ядра. Полностью использовать эти возможности на одной задаче весьма нетривиально (и зачастую просто невозможно).

Правда, в законе Мура изначально и шла речь об экспоненциальном увеличении числа элементов в одной микросхеме, но со временем его стали понимать как утверждение про экспоненциальный рост производительности (и в этом смысле arseniiv прав).

[Ktina]

Pphantom в сообщении #1351003 писал(а):

Правда, в законе Мура изначально и шла речь об экспоненциальном увеличении числа элементов в одной микросхеме, но со временем его стали понимать как утверждение про экспоненциальный рост производительности (и в этом смысле arseniiv прав).

Пришла на память вот такая компьютерная байка:

Цитата:

По закону Мура, каждое следующее поколение компьютеров работает в 2,5 раза быстрее, а каждая последующая версия ОС Microsoft Windows — в 1,5 раза медленнее. Вопрос: с какой скоростью корпорация Microsoft должна выпускать свои продукты, чтобы пользователи не заметили действия закона Мура?..

[arseniiv]

Ktina в сообщении #1350998 писал(а):

А что тогда?

Значения полей (часто можно ограничиться потенциалами), плотности тока (плотности заряда вроде можно не рассматривать). Инерционность элементов определяется не тем, успеют ли пробежать электроны их поперечник.

[Pavia]

Ktina
Компьютер состоит из полевых транизистеров. А в школе вам рассказывают про биполярный. Физические процессы в них очень сильно отличаются.

Так вот скорость срабатывания полевого транзистора определят паразитная ёмкость. Для простаты считайте, что полевой транзистор это один большой конденсатор. Так вот далее используя школьную формулу плоского конденсатора $C=\varepsilon _{0}\varepsilon\cdot {\frac {S}{d}}}$ Обычно транзистре меряют в длину. При уменьшении длины в 2 раза количество транзистеров увеличится в 4 раза.

Ktina в сообщении #1350989 писал(а):

Но почему же тогда Закон Мура гласит, что скорость процессора удваивается (а не учетверяется) каждые полтора года?

Дык транзистеры в 2 раза никто не уменьшает. 180, 130, 90, 65, 45, 32, 22, 14, 10, 7 нм. Норма ввода один шаг раз в 2 года. Производительность должна расти $(\frac{180}{180-\frac{1.5}{2}\cdot(180-130)})^{2+2}=2.54$
То что реальная производительность растёт медленнее расчётной можно объяснить законом Амдаля. Так как для параллельных систем требуется синхронизация.

[Ktina]

Pavia
Большое спасибо за исчерпывающий ответ!
Это очень интересно (хоть и сложно) всё...

-- 02.11.2018, 10:48 --

Pavia в сообщении #1351056 писал(а):

Амдаля.

(Оффтоп)

В иврите звук ל (л) всегда мягкий. У меня такое ощущение, что Вы эту фамилию написали на ивритский манер. Или это просто совпадение?

[wrest]

arseniiv в сообщении #1350997 писал(а):

Вообще кстати о законе Мура можно ведь уже забыть?

Рано хороните :)

[arseniiv]

В варианте с количеством элементов я придираться к нему не стану (это глупо). Правда, я про этот вариант, когда писал здесь, не помнил, mea culpa.

[FomaNeverov]

Ktina в сообщении #1350989 писал(а):

Если уменьшить размер транзистора вдвое, во сколько раз быстрее станет работать процессор - вдвое или вчетверо?
...
Но почему же тогда Закон Мура гласит, что скорость процессора удваивается (а не учетверяется) каждые полтора года?

Может быть потому, что количество транзисторов за эти полтора года увеличивается в 1,41 раза?

[Munin]

Pavia в сообщении #1351056 писал(а):

Так вот, скорость срабатывания полевого транзистора определяет паразитная ёмкость.

Точнее, сопротивление и ёмкость - параметры $RC$-цепочки. И точнее надо говорить о скорости переключения не транзистора, а каскада. Но $R$ при двумерном масштабировании микросхемы не меняется.