2009-02-06 10 views
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यह मेरी सीएस पाठ्यपुस्तकों में से एक में एक सवाल था। मैं नुकसान में हूँ। मुझे नहीं लगता कि यह जरूरी क्यों समानांतर कंप्यूटिंग का कारण बनता है। कोई भी मुझे सही दिशा में इंगित करना चाहता है?मूर के कानून को समांतर कंप्यूटिंग की आवश्यकता क्यों है?

उत्तर

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क्योंकि ऑर्थोगोनल कंप्यूटिंग विफल रही है। हमें quantum जाना चाहिए।

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अच्छा, असफल एक मजबूत शब्द है :-) – RussellH

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हाँ, मुझे पता है। यह रचनात्मक नहीं है :) –

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प्रोसेसर की गति में वृद्धि से ऑपरेटिंग तापमान इतना ऊंचा हो जाएगा कि यह आपके डेस्क में एक छेद जला देगा। चिप्स के निर्माता कुछ सीमाओं के खिलाफ चल रहे हैं जो वे चारों ओर नहीं मिल सकते हैं ... उदाहरण के लिए, प्रकाश की गति की तरह। समांतर कंप्यूटिंग उन्हें आग शुरू किए बिना कंप्यूटर को तेज करने की अनुमति देगी।

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प्रकाश की गति कैसे शामिल है? –

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आपको चिप के चारों ओर घड़ी संकेत वितरित करना होगा और इसे सिंक्रनाइज़ करना होगा। चिप के एक तरफ से दूसरी तरफ जाने के लिए सीमित समय लगता है। जैसे-जैसे घड़ियां तेजी से बढ़ती हैं, इससे कोई फर्क पड़ता है। – RussellH

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सभी ईमानदारी में, मैं सकारात्मक नहीं हूं। मैं भौतिक विज्ञानी नहीं हूं, लेकिन स्टीफन हॉकिंग है। http://blog.wired.com/business/2007/09/idf-gordon-mo-1.html –

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मैं ईमानदारी से वास्तव में नहीं जानता, लेकिन मेरा अनुमान यह होगा कि कुछ बिंदुओं पर ट्रांजिस्टर को समानांतर में प्रसंस्करण शक्ति को कम करने की आवश्यकता नहीं होती है।

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ट्रांजिस्टर एक ही दर पर छोटे हो रहे हैं। –

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हाँ ... मुझे लगता है कि मुझे यकीन नहीं है कि आप क्या प्राप्त कर रहे हैं। – Carter

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ट्रांजिस्टर और सीपीयू और क्या नहीं छोटे और छोटे और तेज़ और तेज हो रहे हैं। हां, कंप्यूटिंग के लिए गर्मी और वोल्टेज लागत बढ़ रही है। गर्मी और वोल्टेज मुद्दे वास्तविक शारीरिक आकार न्यूनतम के रूप में चिंता का विषय हैं। एक 100ghz चिप बहुत अधिक वोल्टेज चूसना होगा और बहुत गर्म हो जाएगा लेकिन 100 1ghz चिप्स के साथ कोई समस्या नहीं होगी।

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यह एक अजीब सवाल है। मूर के कानून को किसी भी चीज की आवश्यकता नहीं है, यह सिर्फ कंप्यूटिंग पावर की प्रगति का अवलोकन है, यह यह निर्धारित नहीं करता है कि इसे एक निश्चित दर पर बढ़ाना चाहिए।

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मुझे आपकी बात दिखाई देती है, लेकिन मुझे लगता है कि इसे सुरक्षित रूप से माना जा सकता है कि सवाल वास्तव में है "यदि मूर के कानून का वर्णन वास्तव में लंबे समय तक किया जाता है, यदि अनिश्चित काल तक, समानांतर प्रक्रिया क्यों आवश्यक है।" – Carter

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उस व्याख्या के तहत, मैं एंड्रयू के जवाब से सहमत हूं। – JohnFx

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मूर का कानून इस प्रवृत्ति का वर्णन करता है कि सर्किट बोर्ड में अधिक ट्रांजिस्टर के अतिरिक्त होने के कारण चिप्स का प्रदर्शन प्रभावी ढंग से दोगुना हो जाता है।

चूंकि डिवाइस आकार में नहीं बढ़ रहे हैं (यदि कुछ भी रिवर्स सत्य है) तो स्पष्ट रूप से चिप प्रौद्योगिकी बनने के कारण इन अतिरिक्त ट्रांजिस्टर के लिए जगह केवल उपलब्ध हो जाती है और विनिर्माण हमेशा बेहतर होता जा रहा है।

किसी बिंदु पर हालांकि आप उस चरण तक पहुंच जाते हैं जहां ट्रांजिस्टर को और कम नहीं किया जा सकता है। उत्पन्न गर्मी की मात्रा और निर्माण लागत में शामिल होने के कारण चिप्स के आकार को एक निश्चित बिंदु से आगे बढ़ाने के लिए असंभव हो जाता है।

इन सीमाओं को अधिक जटिल चिप्स बनाने से परे प्रदर्शन बढ़ाने के साधनों की आवश्यकता होती है।

इसी तरह की एक विधि समानांतर आर्किटेक्चर में सस्ता और कम जटिल चिप्स को नियोजित करना है, दूसरा पारंपरिक एकीकृत चिप से क्वांटम कंप्यूटिंग जैसे कुछ स्थानांतरित करना है - जो इसकी परिभाषा समानांतर प्रसंस्करण है।

यह ध्यान देने योग्य है कि इस प्रश्न का शीर्षक वास्तविक कानून के बजाए कानून (प्रदर्शन वृद्धि) के मनाए गए परिणामों से अधिक संबंधित है जो मोटे तौर पर ट्रांजिस्टर गिनती के बारे में एक अवलोकन था।

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सवाल यह था कि "यह समांतर कंप्यूटिंग का कारण क्यों होगा"। आप इसका उत्तर नहीं देते हैं। और मुझे आश्चर्य है कि समानांतर प्रसंस्करण आकार में वृद्धि के बिना काम करना चाहिए - इसलिए एक ट्रांजिस्टर का आकार उत्तर नहीं हो सकता है कि समांतर प्रसंस्करण आवश्यक क्यों है। – Leonidas

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मूर के कानून का मूल संस्करण केवल उनके आकार के सर्किट की गति के बारे में नहीं है। लेकिन हार्डडिस्क घनत्व की गति की तरह अक्सर इस तरह लेबल किया जाता है। लेकिन उन सभी घातीय विकास घटनाओं का अपना चक्र है। –

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एक शब्द - Heat

वर्तमान ट्रांजिस्टर स्तर पर गर्मी को समाप्त करने में असमर्थता के कारण, इंजीनियरों अधिक जटिल (और गर्म) पाइपलाइनों और तेज़ प्रोसेसर बनाने के बजाय अधिक कोर बनाने के लिए अपने हर बढ़ते ट्रांजिस्टर बजट का उपयोग कर रहे हैं।

मूर का कानून बिल्कुल मृत नहीं है - moore's law is about transistor density at a given cost। ऐसा इसलिए होता है कि विभिन्न कारणों (विपणन जैसे) इंजीनियरों ने घड़ी चक्र को बढ़ाने के लिए अपने ट्रांजिस्टर बजट का उपयोग करने का निर्णय लिया। अब उन्होंने समांतरता के लिए ट्रांजिस्टर का उपयोग शुरू करने के लिए (गर्मी के मुद्दे के कारण), 64 बिट कंप्यूटिंग और बिजली की खपत को कम करने का फैसला किया।

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मुझे लगता है कि यह free lunch is over लेख

मूल रूप से, मूर के कानून के मूल संस्करण, ट्रांजिस्टर घनत्व के बारे में, अभी भी रखती है करने के लिए एक संदर्भ है। लेकिन एक महत्वपूर्ण व्युत्पन्न कानून, प्रोसेसिंग गति के बारे में हर एक्सएक्स महीनों में दोगुना हो गया है, ने दीवार को मारा है।

तो हम भविष्य का सामना कर रहे हैं जहां प्रोसेसर की गति केवल थोड़ी सी बढ़ जाएगी, लेकिन हमारे पास खेलने के लिए और अधिक कोर और कैश होगा।

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मूर के कानून समानांतर कंप्यूटिंग की आवश्यकता है क्योंकि Moore's law is on the verge of/is dead। तो इसे ध्यान में रखते हुए, यदि यह एक आईसी पर क्रैम ट्रांजिस्टर को कठिन और कठिन हो रहा है (अन्य कारणों से कहीं और उल्लेख किया गया है) तो शेष विकल्प अधिक प्रोसेसर को जोड़ना है समानांतर प्रसंस्करण या क्वांटम जाना।

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वास्तविक उत्तर पूरी तरह से गैर-तकनीकी है, न कि हार्डवेयर स्पष्टीकरण शानदार नहीं हैं। यह है कि मूर का कानून कम से कम एक अवलोकन बन गया है, और एक अपेक्षा अधिक है। कंप्यूटर की यह अपेक्षा तेजी से बढ़ रही है जो उद्योग की चालक शक्ति बन गई है, जो सभी समांतरता की आवश्यकता है।

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मूर का कानून कहता है कि लागत के संबंध में आईसी में ट्रांजिस्टर की संख्या सालाना तेजी से बढ़ जाती है।

ऐतिहासिक रूप से, यह आंशिक रूप से ट्रांजिस्टर आकार में कमी के कारण था, और छोटे ट्रांजिस्टर भी तेजी से स्विच हो गए। क्योंकि आप मूर के कानून के साथ कदम में तेजी से ट्रांजिस्टर प्राप्त कर चुके हैं, घड़ी की गति में वृद्धि हुई है। तो एक भ्रम है कि मूर के कानून का मतलब है कि व्यापक रूप से व्यापक प्रोसेसर बल्कि व्यापक है।

हीट अपव्यय ने आर्थिक रूप से उत्पादित सिलिकॉन के लिए लगभग 3 गीगाहर्ट्ज में गति को बढ़ाने के लिए प्रेरित किया।

तो यदि आप अधिक सस्ती गणना चाहते हैं, तो धीमे सर्किट को जोड़ना आसान है। तो वर्तमान अत्याधुनिक कमोडिटी प्रोसेसर बहु-कोर हैं - वे व्यापक हो रहे हैं, लेकिन कोई तेज़ नहीं है।

Graphene film transistors कम बिजली की आवश्यकता है, और लगभग 30 गीगाहर्ट्ज पर सैद्धांतिक सीमा के साथ लगभग 0.6 THz पर प्रदर्शन कर रहे हैं।

जब ग्रैफेन प्रौद्योगिकी कुछ वर्षों में कमोडिटी स्तर पर परिपक्व हो जाती है, तो उम्मीद है कि वहां एक और समुद्र परिवर्तन होगा और कोई भी प्रदर्शन के लिए समांतर कोर का उपयोग करने की परवाह नहीं करेगा, और संकीर्ण, तेज कोर पर वापस जायेगा। दूसरी तरफ, समवर्ती कंप्यूटिंग अभी भी उन समस्याओं के लिए महत्वपूर्ण है, जिनके लिए यह एक प्राकृतिक फिट है, इसलिए आपको अभी भी एक से अधिक निष्पादन इकाई को संभालने का तरीका पता होना चाहिए।

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गति बनाम घनत्व की अच्छी व्याख्या। क्या आपको लगता है कि ग्रैफेन फिल्म ट्रांजिस्टर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं? – RussellH

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मूर का कानून सिर्फ इतना कहता है कि एक उचित मूल्यवान एकीकृत सर्किट पर ट्रांजिस्टर की संख्या हर 2 साल में दोगुना हो जाती है।

गति या ट्रांजिस्टर घनत्व या मरने के आकार के बारे में अवलोकन मूल अवलोकन के लिए कुछ हद तक ऑर्थोगोनल हैं।

आप ट्रांजिस्टर की संख्या को दोगुना रखने हैं, तो आप क्या उन सभी के साथ क्या करने जा रहे:

यहाँ क्यों मुझे लगता है कि मूर के कानून अनिवार्य रूप से ले जाता है समानांतर कंप्यूटिंग है?

  • अधिक निर्देश!
  • व्यापक डेटा प्रकार!
  • फ़्लोटिंग प्वाइंट मैथ!
  • अधिक कैश (एल 1, एल 2, एल 3)!
  • माइक्रो ओप्स!
  • अधिक पाइपलाइन चरण!
  • शाखा भविष्यवाणी!
  • सट्टा निष्पादन!
  • डेटा प्री-फ़ेच!
  • एकल निर्देश एकाधिक डेटा!

आखिरकार, जब आप सभी चाल आप सोच सकते हैं कि उन सभी अतिरिक्त ट्रांजिस्टर का उपयोग करने को क्रियान्वित किया है, तो आप अंत में अपने आप को लगता है: क्यों हम सिर्फ दो बार उन सभी शांत चाल नहीं करते चिप आया पर?

बाडा बिंग। बादा बूम मल्टीकोर अनिवार्य है।


संयोग से, मुझे लगता है कि एक जैसे अनेक सीपीयू कोर के साथ CPU की मौजूदा रुझान अंततः के साथ-साथ कम होगा, और भविष्य की वास्तविक प्रोसेसर वाला एकमात्र मास्टर कोर, सामान्य प्रयोजन कोर का एक संग्रह होगा, और एक विशेष प्रयोजन कॉप्रोसेसरों का संग्रह (जैसे ग्राफिक्स कार्ड, लेकिन सीपीयू और कैश के साथ मरना)।

आईबीएम सेल प्रोसेसर (पीएस 3 में) पहले से ही कुछ हद तक है। इसमें एक मास्टर कोर और सात "सहक्रियात्मक प्रसंस्करण इकाइयां" हैं।

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ऐसा इसलिए है क्योंकि हम सभी हमारे प्रोसेसर में गति बढ़ाने की आदी हैं। कंडीशनिंग के वर्षों ने हमें वर्ष के बाद साल में अधिक प्रसंस्करण शक्ति की उम्मीद की है। लेकिन घनी पैक किए गए ट्रांजिस्टर के कारण होने वाली भौतिक बाधाओं ने आखिरकार घड़ी की गति पर एक सीमा डाली है, इसलिए बढ़ती एक अलग परिप्रेक्ष्य से आना है।

यह इस तरह से नहीं होना चाहिए। इंटेल एटम प्रोसेसर की सफलता से पता चलता है कि प्रोसेसर सिर्फ छोटे और सस्ता हो सकते हैं। प्रोसेसर कंपनियां हमें अपने मुनाफे को बनाए रखने के लिए "बड़े, तेज" ट्रेडमिल पर रखने की कोशिश करेंगे। और हम प्रतिभागियों के इच्छुक होंगे, क्योंकि हम हमेशा अधिक शक्ति का उपयोग करने के लिए एक रास्ता खोज लेंगे।

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मूर का कानून अभी भी है। ट्रांजिस्टर गणना अभी भी बढ़ रही है। समस्या उन सभी ट्रांजिस्टर के साथ कुछ उपयोगी बनाने के लिए लग रही है। हम केवल पाइपलाइनों को गहरा और व्यापक बनाकर निर्देश स्तर समानांतरता को नहीं बढ़ा सकते हैं क्योंकि स्वतंत्रता साबित करने के लिए आपको आवश्यक निर्देशों की संख्या में निर्देशों के बीच स्वतंत्रता साबित करने के लिए आवश्यक सर्किटरी आवश्यक है। हम गर्मी की वजह से घड़ी की गति को क्रैंकिंग नहीं कर सकते हैं। हम केवल कैश आकार में वृद्धि कर सकते थे, लेकिन हमने यहां कम रिटर्न का एक बिंदु मारा है। ट्रांजिस्टर के लिए छोड़ा जाने वाला एकमात्र उपयोग एक चिप पर अधिक कोर लगा रहा है, जिसका मतलब है कि ट्रांजिस्टर के साथ क्या करना है, यह जानने का अभियंता का काम सिर्फ अमूर्त सीढ़ी को धक्का दे रहा है, और अब प्रोग्रामर को यह पता लगाना है कि क्या करना है उन सभी कोरों के साथ।

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दिलचस्प बात यह है कि इस सवाल में प्रस्तावित विचार है कि समानांतर कंप्यूटिंग "जरूरी" को अमाहल के कानून द्वारा प्रश्न में फेंक दिया गया है, जो मूल रूप से कहता है कि समांतर प्रोसेसर होने से आपको केवल तब तक मिल जाएगा जब तक कि आपका 100% प्रोग्राम समांतर नहीं है (जो वास्तविक दुनिया में कभी भी मामला नहीं है)।

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास एक प्रोग्राम है जो एक प्रोसेसर पर 20 मिनट लेता है और 50% समानांतर है, और आप चीजों को गति देने के लिए बड़ी संख्या में प्रोसेसर खरीदते हैं, तो आपका न्यूनतम समय अभी भी 10 मिनट से अधिक होगा। यह लागत और अन्य मुद्दों को शामिल कर रहा है।

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मुझे नहीं लगता कि मूरस कानून समांतर कंप्यूटिंग की आवश्यकता है, लेकिन यह शुद्ध न्यूनतमकरण से एक अंतिम बदलाव को दूर करने की आवश्यकता है। एकाधिक समाधान मौजूद हैं।उनमें से एक समानांतर कंप्यूटिंग है, दूसरा सह-प्रसंस्करण (जो वास्तविक है, लेकिन समांतर कंप्यूटिंग जैसी ही बात नहीं है। सह-प्रसंस्करण तब होती है जब आप एक विशेष प्रयोजन सीपीयू जैसे जीपीयू, डीएसपी, आदि के लिए काम को ऑफ़लोड करते हैं ..)