Роль транзисторов и диодов в компьютерах

[Munin]

Pavia в сообщении #1417782 писал(а):

Если не ошибаюсь, то в случае ударом статическим электричеством определяет переходную характеристику.

Что-то мне так не кажется.

Emergency в сообщении #1417787 писал(а):

Из этого представления становится очевидным scale factor и польза от снижения рабочего напряжения - они снижают потребление энергии процессором.

Вообще-то нет. Не из этого, а из представления $RC$-цепочкой. И да, как верно заметил realeugene, это было до эпохи больших токов утечки. Сейчас всё сложней.

Pavia в сообщении #1417801 писал(а):

Потому что даже вот из этой картинки видно что в "простое" CPU потребляет всего лишь 10%

Надо отличать потребление транзисторов и потребление CPU. Современные чипы (и крупные IP-блоки) проектируются так, что "в простое" могут обесточивать части схемы, именно из-за указанной проблемы.

-- 27.09.2019 21:54:32 --

Emergency в сообщении #1417808 писал(а):

К сожалению, данных о том насколько "сильно" не приводится, но токи утечки вроде бы исключены.

Нет, в FinFET-ах они не исключены. "Уменьшаются" - более точно. Уменьшение происходит всего лишь в разы - что тоже очень выгодно технологии.

Emergency в сообщении #1417808 писал(а):

Простой процессора вообще не очень понятное явление, так как все процессоры сейчас имеют несколько механизмов энергосбережения - от отключения "лишних" ядер (каким образом?) до подачи команды типа NOP процессору и ожиданию ее отмены по прерываниям.

:-) Это каким образом NOP стало энергосбережением?

А вот отключение питания происходит не только по целым ядрам, но и по более мелким блокам. Например, можно FPU обесточить.

[Dmitriy40]

Munin в сообщении #1417818 писал(а):

Современные чипы (и крупные IP-блоки) проектируются так, что "в простое" могут обесточивать части схемы, именно из-за указанной проблемы.

А нет ли у Вас под рукой ссылочки на это (обесточивание блоков)? Что-то быстро я не нашёл, а почитать интересно.

Вообще наиболее адекватно увидеть наличие динамического тока можно наверное для чипов SRAM большого объёма, уж там точно ничего от питания не отключают, правда и щёлкает слишком мало вентилей, но если уж даже и они дают заметный прирост тока при обращениях, то ... Найти бы их ещё по свежим нормам ...
UPD. Вот такую память нашёл, 36Мбит, токи 20мА в спячке против 800мА при активности (8-я страница). Однако.
UPD2. А вот в более большой и новой CY7C1568XV18-600BZXC на 72Мбит токи указаны ровно одинаковые, 1165мА хоть в спячке, хоть при активности (стр.20). Совсем странно.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1417808 писал(а):

Это хорошо, что есть такие данные, но тактовая частота не указана...

Тактовая частота большого смысла не имеет, так как в большинстве схем переключается только малая часть транзисторов и линий связи на кристалле. А ограничивает количество переключений тепловыделение.

[Munin]

Dmitriy40 в сообщении #1417821 писал(а):

А нет ли у Вас под рукой ссылочки на это (обесточивание блоков)?

Увы, нет. Просто помню.

[Emergency]

Dmitriy40 в сообщении #1417817 писал(а):

Я дочитал. И видел рис.14 перед цитированной вами фразой как раз про сравнение тока планарных и FinFET транзисторов, о чём сразу и сказал.

Простите, это я был невнимателен в данном конкретном случае.
Если же говорить в общем, то любая технология, доходя до предела своих возможностей, испытывает кризис, отражающийся в ухудшении некоторых параметров (чаще стоимости). А история компьютеров вся состоит из кризисов технологий и их смены.

-- 27.09.2019, 22:48 --

Munin в сообщении #1417818 писал(а):

Вообще-то нет. Не из этого, а из представления $RC$-цепочкой.

$RC$-цепочка дает представление о возможной частоте, а не потреблении.

-- 27.09.2019, 22:48 --

Munin в сообщении #1417818 писал(а):

"Уменьшаются" - более точно.

Безусловно.

[Munin]

Emergency в сообщении #1417832 писал(а):

$RC$-цепочка дает представление о возможной частоте, а не потреблении.

И о том, и о другом. Как вы найдёте потребление, не зная частоты?

-- 27.09.2019 22:50:37 --

Emergency в сообщении #1417832 писал(а):

А история компьютеров вся состоит из кризисов технологий и их смены.

Заявочка та ещё. Закон Мура недоумевает.

[Emergency]

Munin в сообщении #1417818 писал(а):

Это каким образом NOP стало энергосбережением?

Не знаю. Читал об этом на хабре.

-- 27.09.2019, 22:55 --

Emergency в сообщении #1417836 писал(а):

Как вы найдёте потребление, не зная частоты?

Подключу амперметр. :)

Munin в сообщении #1417835 писал(а):

Заявочка та ещё. Закон Мура недоумевает.

Закон Мура не про технологии, которые регулярно испытывают кризис, упираясь в невозможность их совершенствовать.
Если вы не заметили, сейчас очередной кризис, который маскируют ростом числа вычислительных ядер.

[Pavia]

Dmitriy40 в сообщении #1417821 писал(а):

А нет ли у Вас под рукой ссылочки на это (обесточивание блоков)? Что-то быстро я не нашёл, а почитать интересно.

Вот первое что попалось.
http://www.mcst.ru/files/55152c/120cd8/ ... elbrus.pdf

Munin в сообщении #1417818 писал(а):

А вот отключение питания происходит не только по целым ядрам, но и по более мелким блокам. Например, можно FPU обесточить.

МЦСТ в 2009 писали что в своем Эльбрусе не смогли реализовать отключения отдельных ядер.
Дык FPU давно нету. Это лишь один из портов. Можно обесточить одно ядро если выгрузить все регистры, а это медленная операция. а потом загрузить. Стоп. Там же куча регистров которые инициируются БИОСом. Кто же их будет включать после подачи питания? Нет. Ядро отключить не получится.
Вот более мелкие блоки. К примеру отключить дешифратор это можно.

[Dmitriy40]

Pavia
Про Эльбрус не так интересно. Ну и к тому же по Вашей ссылке речь исключительно про отключение тактового сигнала на блоки, питание нигде там не снимается, по крайней мере прямо об этом нигде не сказано, везде только про тактирование. Вроде поначалу говорят про С-state ACPI, но дальше они все реализуются лишь снятием тактирования.

[Munin]

Emergency в сообщении #1417836 писал(а):

Не знаю. Читал об этом на хабре.

На заборе ещё похлеще бывает написано.

Извините, NOP - обычная инструкция, и никакого энергосбережения не означает.

Emergency в сообщении #1417836 писал(а):

Если вы не заметили, сейчас очередной кризис, который маскируют ростом числа вычислительных ядер.

Нет, не заметил. То, что продолжается 20 лет, - это не кризис, а новое положение вещей. Меньше верьте хабру.

Pavia в сообщении #1417838 писал(а):

МЦСТ в 2009 писали что в своем Эльбрусе не смогли реализовать отключения отдельных ядер.

Нашли что цитировать.

Pavia в сообщении #1417838 писал(а):

Дык FPU давно нету. Это лишь один из портов. Можно обесточить одно ядро если выгрузить все регистры, а это медленная операция. а потом загрузить. Стоп. Там же куча регистров которые инициируются БИОСом. Кто же их будет включать после подачи питания? Нет. Ядро отключить не получится.
Вот более мелкие блоки. К примеру отключить дешифратор это можно.

Как раз FPU и есть такой более мелкий блок в составе процессора (при чём тут порт?). А вот дешифратор (если вы подразумеваете схемный элемент, а не блок процессора "дешифратор инструкций") - наоборот, слишком мелок, чтобы его отключать.

Dmitriy40 в сообщении #1417840 писал(а):

Ну и к тому же по Вашей ссылке речь исключительно про отключение тактового сигнала на блоки, питание нигде там не снимается

Ну, в принципе, CLK тоже идёт на кучу затворов. И если мы его отключаем, то отключаем кучу перезарядок и токов через межсоединения. Но вообще, это да, не то.

[realeugene]

Pavia в сообщении #1417838 писал(а):

Там же куча регистров которые инициируются БИОСом. Кто же их будет включать после подачи питания? Нет. Ядро отключить не получится.

Винды уже четверть века самостоятельно обходятся без биоса для полного управления состоянием процессора. И Core parking - это популярная технология энергосбережения в наше время.

[Emergency]

Munin в сообщении #1417853 писал(а):

Извините, NOP - обычная инструкция, и никакого энергосбережения не означает.

Извиняю, но я написал "типа NOP" - на заборе было написано, что команда NOP уже либо не используется, либо вообще отменена и приводился более сложный механизм реализации остановки вычислений процессором.

realeugene в сообщении #1417859 писал(а):

То, что продолжается 20 лет, - это не кризис, а новое положение вещей. Меньше верьте хабру.

Наверное "кризис" устаревшее слово - его перестали употреблять в отношении компьютерных технологий. А раньше можно было встретить часто.
Я под этим словом понимаю принципиальный тупик актуальной технологии, которая до этого активно развивалась. После кризиса происходит более или менее радикальная смена технологии/архитектуры, определяемая либо открытиями, либо изменением схемотехники и элементной базы.
Сейчас выход из кризиса ищут в кубитах, в оптике, в нейронных сетях и т.п.

[Pavia]

Munin в сообщении #1417853 писал(а):

Как раз FPU и есть такой более мелкий блок в составе процессора (при чём тут порт?). А вот дешифратор (если вы подразумеваете схемный элемент, а не блок процессора "дешифратор инструкций") - наоборот, слишком мелок, чтобы его отключать.

Порт это по терминологии Интела.
https://www.intel.com/content/dam/www/p ... manual.pdf



Разумеется подразумевается блоки дешифрации они имеют размер второй после кэша в ядре.

[Munin]

Emergency в сообщении #1417871 писал(а):

Я под этим словом понимаю принципиальный тупик актуальной технологии

Ну если под одними словами как угодно понимать другие понятия, то что угодно в итоге можно назвать как угодно.

Emergency в сообщении #1417871 писал(а):

После кризиса происходит более или менее радикальная смена технологии/архитектуры, определяемая либо открытиями, либо изменением схемотехники и элементной базы.

В данном случае ничего подобного не происходит, если не считать MIMD-параллелизм (многоядерность) радикальной сменой архитектуры.

Emergency в сообщении #1417871 писал(а):

...приводился более сложный механизм реализации остановки вычислений процессором.

Остановить вычисления - это одно. Сберечь энергию и уменьшить энергопотребление - это другое. Вещи вообще говоря взаимно ортогональные.

Pavia в сообщении #1417878 писал(а):

Порт это по терминологии Интела.

Извините, терминологию надо воспроизводить правильно. Нет никакого "порта", а есть "порт шедулера" (и он тут ни при чём). И не "блоки дешифрации", а именно "блоки дешифрации инструкций" - второе слово выбросить нельзя, иначе получится бессмыслица, которая у вас и получилась.

Pavia в сообщении #1417878 писал(а):

Разумеется подразумевается блоки дешифрации они имеют размер второй после кэша в ядре.

Как видно по приведённой картинке Northwood, далеко не второй. Самый крупный блок - как раз шедулер, крупнее даже кэша. Потом идут блок регистров, исполнительное ядро, и ещё непоименованный блок правее исполнительного ядра. А декодер инструкций - сравнительно мелкий блок, едва ли не самый мелкий.

[Emergency]

Munin в сообщении #1417882 писал(а):

В данном случае ничего подобного не происходит, если не считать MIMD-параллелизм (многоядерность) радикальной сменой архитектуры.

Что происходит видно после выхода из кризиса. Например, после открытия гигантского магнетосопротивления (GMR), очень быстро появились дешевые и емкие жесткие диски (позже последовали другие).

Munin в сообщении #1417882 писал(а):

Остановить вычисления - это одно. Сберечь энергию и уменьшить энергопотребление - это другое. Вещи вообще говоря взаимно ортогональные.

"Сочетание "REP NOP" (0xF3 0x90) в процессорах, начиная с Xeon и Pentium 4, интерпретируется как команда PAUSE, сообщая процессору, что программа выполняет цикл ожидания изменения другими процессорами состояния ячейки памяти, что позволяет процессору оптимизировать работу с памятью и энергопотребление." (С) Википедия.