WikiDer > Темный кремний

Dark silicon

в электронная промышленность, темный кремний это количество схем Интегральная схема которые не могут быть включены при номинальном рабочем напряжении для данного Тепловая схема питания (TDP) ограничение. Это вызов в эпоху нанометров полупроводниковые узлы, где масштабирование транзистора и масштабирование напряжения больше не соответствуют друг другу, что приводит к выходу из строя Масштабирование Деннарда. Прекращение масштабирования Деннарда привело к резкому увеличению плотности мощности, что препятствует одновременному включению всех транзисторов при номинальном напряжении, сохраняя при этом температуру кристалла в безопасном рабочем диапазоне. Согласно недавним исследованиям, исследователи из разных групп прогнозировали, что на 8-нм технологических узлах количество темного кремния может достигать 50–80%.[1] в зависимости от архитектуры процессора, технологии охлаждения и рабочих нагрузок приложений. Темный кремний может быть неизбежен даже в серверных рабочих нагрузках с изобилием присущего параллелизма на уровне запросов клиентов.[2]

Проблемы и возможности

Появление Dark Silicon создает несколько проблем для архитектуры, автоматизация проектирования электроники (EDA) и сообщества со-разработчиков аппаратного и программного обеспечения. Например, как лучше всего использовать множество транзисторов (с потенциально большим количеством темных) для разработки и управления энергоэффективными многоядерными системами на кристалле в условиях пиковой мощности и тепловых ограничений. Архитекторы предприняли несколько попыток по использованию Dark Silicon для разработки архитектур, ориентированных на конкретные приложения и богатых ускорителями.[3][4][5] Недавно исследователи выяснили, как Dark Silicon открывает новые проблемы и возможности для сообщества EDA.[6] В частности, они продемонстрировали проблемы с температурой, надежностью (мягкие ошибки и старение) и изменениями процесса для многоядерных процессоров Dark Silicon.

Рекомендации

  1. ^ Х. Эсмаилзаде и др. "Темный кремний и конец многоядерного масштабирования", в 38-м Международном симпозиуме по компьютерной архитектуре (ISCA), страницы 365–376, 2011 г.
  2. ^ Н. Хардавеллас, М. Фердман, Б. Фальсафи, А. Айламаки "К Dark Silicon в серверах, "IEEE Micro, том 31, № 4, стр. 6–15, июль / август 2011 г."
  3. ^ Г. Венкатеш и др. "Ядра сохранения: сокращение энергии зрелых вычислений", на 15-м симпозиуме по архитектурной поддержке языков программирования и операционных систем (ASPLOS), страницы 205–218, 2010 г.
  4. ^ Дж. Конг и др. "Поддержка архитектуры для CMP с богатыми ускорителями"на 49-й конференции IEEE / ACM / EDAA по автоматизации проектирования (DAC), 2012 г.
  5. ^ М. Лайонс и др. "Хранилище ускорителя: структура общей памяти для систем на основе ускорителя.", Транзакции ACM оптимизации кода архитектуры (TACO), 8 (4): 48: 1–48: 22, 2012.
  6. ^ М. Шафик, С. Гарг, Д. Маркулеску, Дж. Хенкель "Вызовы EDA в эпоху темного кремния"на 51-й конференции IEEE / ACM / EDAA по автоматизации проектирования (DAC), 2014 г.