Уже более двух десятилетий мы слышим о смерти закона Мура. Это был принцип покойного соучредителя Intel Гордона Мура, согласно которому количество транзисторов в чипе удваивалось примерно каждые два года. В 2006 году сам Мур заявил, что его действие закончится в 2020-х годах. Профессор Массачусетского технологического института Чарльз Лейзерсон сказал, что это конец в 2016 году. Генеральный директор компании Nvidia объявил о ее смерти в 2022 году. Генеральный директор Intel несколькими днями позже утверждал обратное.
Нет никаких сомнений в том, что концепция закона Мура - или, скорее, наблюдение за ним, чтобы мы не воспринимали это как некий закон физики - привела к невероятным инновациям среди процессоров для настольных ПК. Но смерть закона Мура - это не момент времени. Это медленный, уродливый процесс, и мы наконец-то видим, как это выглядит на практике.
Креативные решения
У нас есть два новых поколения процессоров от AMD и Intel, и ни один из них не может похвастаться выдающимися результатами. Как вы можете прочитать в моем обзоре Core Ultra 9 285K, последняя попытка Intel совершила много впечатляющих подвигов благодаря радикально новому дизайну, но она все еще не может противостоять конкурентам. А Ryzen 9 9950X, хотя и является явным улучшением по сравнению с аналогами Zen 4, не обеспечивает того прироста поколения, к которому мы привыкли.
Если взглянуть на Cinebench R23, то многоядерный скачок от Ryzen 9 5950X к Ryzen 9 7950X составил 36 %. А между Ryzen 9 7950X и Ryzen 9 9950X? 15%. Это меньше половины улучшения в пределах одного поколения. В Handbrake Ryzen 9 7950X ускорил транскодирование на 34 % по сравнению с Ryzen 9 5950X. С Ryzen 9 9950X улучшение составило всего 13 %.
И это не просто одно странное поколение. Если посмотреть на одноядерную производительность Core i9-101900K и Core i9-12900K, то Intel показала улучшение на 54 %. Даже сравнивая Core i9-12900K, которому на данный момент уже три поколения, с новейшим Core Ultra 9 285K, мы видим улучшение всего на 20%. Хуже того, новая серия Core Ultra от Intel показывает странные высокие результаты в Cinebench, а если перейти к другим приложениям, то можно увидеть некоторый регресс по сравнению с поколением или двумя предыдущими.
Даже всего за несколько лет темпы повышения производительности значительно замедлились. Закон Мура не говорит напрямую о повышении производительности - он просто касается количества транзисторов на чипе. Но это имеет очевидные последствия для производительности. Увеличение количества транзисторов уже не является практичным решением проблемы, как это было раньше - почитайте о смерти масштабирования Деннарда, если хотите узнать, почему это так.
AMD и Intel могут не говорить об этом публично, но обе компании ясно видят надписи на стенах. Вероятно, именно поэтому Intel в первую очередь перешла на гибридную архитектуру, и именно поэтому она представила радикальный редизайн в своих процессорах Arrow Lake. Что касается AMD, то ни для кого не секрет, что 3D V-Cache стала определяющей технологией для процессоров компании, и это очевидный способ обойти узкое место закона Мура. Большая часть транзисторов на любой процессорной матрице отведена под кэш - где-то от 40 до 70 % - и AMD буквально укладывает сверху еще больше кэша, который не может уместить на матрице.
Функция пространства
Один из важных факторов, который следует иметь в виду при рассмотрении закона Мура и масштабирования Деннарда, - это пространство. Конечно, можно построить огромный чип с тонной транзисторов, но сколько энергии он будет потреблять? Сможет ли он поддерживать приемлемую температуру? Будет ли его вообще целесообразно размещать в ПК или в корпоративном сервере? Нельзя отделять количество транзисторов от размера матрицы.
Мне вспоминается разговор с Крисом Холлом из AMD, в котором мы сказали: «Мы все долгое время радовались закону Мура, но он как бы сошел на нет. Теперь каждый квадратный миллиметр кремния стоит очень дорого, и мы не можем позволить себе продолжать удваиваться. Мы можем, мы можем создавать эти чипы, мы знаем, как их создавать, но они становятся все дороже».
Я не собираюсь защищать безумную ценовую стратегию Nvidia, но, как сообщается, компания получила от TSMC более высокие цены на свои графические процессоры серии RTX 40, чем от Samsung на свои GPU серии RTX 30. Кроме того, в RTX 4090 более чем в два раза больше транзисторов, чем в RTX 3090, при очень похожем размере корпуса. Если в чипах будет соблюдаться закон Мура, я не уверен, что нам, потребителям, понравится результат, когда придет время обновлять ПК.
И это не говоря уже о других проблемах, с которыми столкнулась карта RTX 4090 - высокие требования к энергопотреблению, немыслимый размер кулера и плавящийся разъем питания. Не все эти проблемы зависят от удвоения количества транзисторов, даже близко нет, но они играют определенную роль. Большие чипы требуют больше транзисторов, больше тепла и обычно обходятся дороже, особенно с учетом того, что стоимость кремния продолжает расти.
Короткий путь
Закон Мура мертв, аппаратное обеспечение ПК дорожает, и все вокруг - отстой. Будет больше способов обеспечить рост производительности из года в год, которые не зависят только от увеличения количества транзисторов на чипе при том же размере. Просто сейчас мы добиваемся этого другими способами. Я говорю об искусственном интеллекте.
Подождите, не отвлекайтесь от статьи. Технологические компании в восторге от ИИ, потому что он приносит много денег - как бы цинично это ни звучало, но именно так работают корпорации с триллионными оборотами, такие как Microsoft и Nvidia. Но ИИ также представляет собой способ привнести новую форму вычислений. Я говорю не о множестве помощников с искусственным интеллектом и галлюцинаторных чат-ботах, а о применении машинного обучения к решению задач, чтобы приблизить результаты, которые раньше мы получали с помощью чисто кремниевых инноваций.
Посмотрите на DLSS. Идея использования апскейлинга для поддержания определенного уровня производительности является спорной, и это тонкий разговор, когда речь идет об отдельных играх. Но DLSS позволяет повысить производительность без жесткого аппаратного улучшения. Добавьте к этому генерацию кадров, которую мы теперь видим благодаря DLSS, FSR и сторонним инструментам, таким как Lossless Scaling, и вы получите множество пикселей, которые никогда не будут отрисованы вашей видеокартой.
Менее спорным моментом является реконструкция лучей от Nvidia. Ни для кого не секрет, что трассировка лучей требовательна к ресурсам, и частью решения этой проблемы является процесс денуазинга - ограничение количества лучей, а затем очистка полученного изображения с помощью денуазинга. Реконструкция лучей обеспечивает результат, для которого потребовалось бы гораздо больше лучей и гораздо более мощное оборудование, и делает это без ограничения производительности - и снова благодаря машинному обучению.
Неважно, мертв ли закон Мура или жив - если такие компании, как AMD, Intel и Nvidia, хотят оставаться на плаву, им постоянно придется искать решения для удовлетворения растущих требований к производительности. Инновации далеко не мертвы в аппаратном обеспечении ПК, но они могут начать выглядеть немного иначе.
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Вы также можете читать меня в:
- Telegram: https://t.me/gergenshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/gergen
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru