生産性の成長の未来:今後数年間で私たちを待っているもの



先に 、技術プロセスのさらなる削減が直面する問題、生産性の伸びが鈍化すること、およびマルチコアソリューションもメニーコアソリューションも、発生した問題からの長期的な救済ではないことについて述べました。 しかし、半導体業界はまだ止まっているわけではありませんが、これらの問題を短期的(〜5年)および長期的に解決しようとしています。 今回は、当面の計画についての話になります。



ITRS(半導体の国際技術ロードマップ)の短期開発計画は、モアモアムーアと呼ばれるアプローチに焦点を当てています。 その目的は、何十年もの間デジタルデバイスのサイズを縮小することを可能にしてきたアナログ回路に同じ原理を適用することです。 そして、アナログデバイスをSoC(システムオンチップ)またはSiP(システムインパッケージ)の一部として統合します。 これは、エネルギー効率とシステム全体の機能を向上させ、デバイスの複雑さを高め(したがって、利用可能なトランジスタをどこに置くかという質問に答える)、このプロセスに関連する技術の開発計画を概説するために行われます。 異種統合は、データ送信からエンターテイメントまで、多くの分野で主要な開発要因になると予想されます。







CPUだけに集中する代わりに、システムの機能を強化し、新しいアプリケーション領域を提供するコンポーネントとして、モアモアモアは、各コンポーネントの統合と効率の重要性を強調しています。 More-Moore(プロセステクノロジの成果を使用した、より強力なプロセッサを作成する従来のアプローチ)が計算を実行する機能を指す場合、More-than-Mooreは環境およびユーザーと対話する可能性に関連付けられます。







オリジナルのMore-than-Mooreアプローチでは、アナログ回路をデジタルに変換することについて何も述べていません。 しかし、ISSCC 2012のフレームワークでIntelが発表した記事は、別のことを実証しています。モバイルデバイス用の既存のワイヤレスモジュールはデジタルデータ伝送を実行しますが、同時に多くのアナログコンポーネントを使用します。 アナログトランジスタは小型化がより困難であるため、純粋なデジタル無線送信機を作成することは理にかなっています。 また、これらのデバイスの統合をこれまで妨げていた相互の影響からCPUと無線を効果的に保護することが可能であると主張されています。





小さなソーラーパネルでWindowsとLinuxを実行するNTVプロセッサ。



現代の半導体研究における最も注目すべき傾向の1つは、エネルギー効率の高いソリューションの検索がクロック速度の競争に完全に取って代わったことです。 現在、成功は、デバイスが最小の電力消費状態にある時間と、デバイスから動作モードに移行するまでの時間で測定されます。





Intelのデジタル無線およびNTV(Near Threshold Voltage)エレクトロニクス、 3次元統合などの研究 -開発の焦点がどのように変わったかの例。 ただし、これはモバイルデバイスだけに適用されるわけではありません。 富士通と理研が作成したKスーパーコンピューター(実際には、日本語で「京」-京-「10兆円」)も、エネルギー効率を主な要因の1つとして設計されました。 特に、個々のプロセッサの供給電圧は現在の要件に応じて選択されるため、1MWの電力を節約し、年間約100万ドルを節約できます。



繰り返しになりますが、富士通のこのアプローチはPCやモバイルデバイスに直接適用されることはありませんが、メーカーが消費電力を削減する最もエキゾチックな方法を探していることを示しています。







そのような開発とイニシアチブは現在部分的に目に見えており、今後数年間支配するでしょう。 DARPA Exascale Challengeの予測によると、2015年までにスーパーコンピューターのパフォーマンスは最大20MWの消費電力で1エクサフロップスのマークを克服するはずでした。 しかし、代わりに、いくつかの理由により、開発が遅れています。 また、現在のパフォーマンス指標は3桁遅れています。



主に次回のシリコンの代替品の検索に関連する生産性の成長に関連する長期計画について。



All Articles