O przyszłości procesorów i kart graficznych – teoria

Czy czeka nas ewolucja, a może raczej ewolucja? Czy Intel Cannonlake i AMD Ryzen 2 będą znacznie wydajniejsze od swoich poprzedników? Czy opłaca się czekać na wprowadzenie litografii 10nm (Intel) i 7nm (AMD)?

Dla tych, którzy dopiero zaczynają przygodę z IT przypomnę, że litografia mówi o wielkości elementów półprzewodnikowych (najczęściej tranzystorów) w procesorze lub innym układzie scalonym. W procesorze komputerowym znajduje się nawet kilka miliardów tranzystorów.

Jak wysokie może być taktowanie procesora? Takie, aby system był stabilny (nie zawieszał się i nie generował błędów), ale jednocześnie żeby komputer oferował największą wydajność. Procesor (lub inna część komputera) przestaje działać stabilnie, gdy nie potrafi rozróżnić bitów - „0” jest odczytywane jako „1” i odwrotnie. Sytuacja ta spowodowana jest tzw. pasożytniczą pojemnością tranzystorów – każdy zachowuje się trochę jak mały akumulator. Kiedy przesyłane jest binarne „1” to „akumulator” ładuje się, napięcie prądu rośnie, aż nie będzie równe napięciu pracy procesora. Odwrotna sytuacja ma miejsce, gdy przesyłane jest „0”. Jeżeli jednak skrócimy czas na przesłanie bitu (zwiększymy taktowanie) to „akumulator” nie zdąży się w pełni naładować/rozładować. Dodam jeszcze, że „1” nie jest wykrywane wtedy, kiedy wartość napięcia (w stosunku do napięcia zasilania) przekroczy połowę, lecz 70%. Za zero przyjmuje się wartość poniżej 30%, natomiast wartości pomiędzy są odczytywane „losowo”. Gdy taktowanie będzie znacząco ucinało cykle „ładowania” to może się okazać, że wartości napięcia będą właśnie w tej strefie.

A więc co da zmniejszenie litografii przyszłych procesorów – zmniejszy się zużycie energii a wydajność pozostanie taka sama lub nieznacznie zwiększona. Zmniejszą się pasożytnicze pojemności, ale zwiększy się też opór elektryczny, a więc czas „ładowania” pozostanie taki sam. Moim zdaniem w konsumenckich procesorach jeszcze długo nie uzyskamy taktowań powyżej 5,5 GHz. W przypadku komputerów przenośnych będzie można jednak znaleźć coraz to szybsze procesory przy tej samej cenie. Jednak nie oznacza to końca klasycznych PC. Przez wzajemne konkurowanie dwóch głównych producentów – Intel i AMD w nowych  produktach znajdziemy coraz więcej rdzeni i wątków, a ceny będą niższe.

Sytuacja na rynku kart graficznych byłaby podobna, gdyby nie fakt, że ich ceny są powiązane z kursem kryptowalut i tzw. szałem na koparki. W Internecie można znaleźć wiele vlogów i artykułów na ten temat (polecam: https://youtu.be/ADpw9-J0s8s). Inną sprawą jest kwestia działania samej architektury GPU (rozplanowaniu poszczególnych części układu oraz model programowy). Jedno jest pewne – nie ma co liczyć na znaczący spadek cen.

Autor: AlexanderAlUS
Źródło: Wikimedia Commons
Licencja:  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Układy grafenowe to przyszłość komputerów, która nie jest aż tak odległa. Procesory będą miały taktowanie nawet 50GHz!!! Dziesięć razy szybsze komputery brzmią obiecująco, ale firma, która jako pierwsza zacznie używać tego materiału zamiast krzemu narzuci oczywiście ogromne ceny. Z czasem jednak takie układy znajdą się w zasięgu przeciętnego portfela, ale raczej nie stanie się to szybciej niż za 10 lat.