タグ別アーカイブ: トランジスタ

CPUに適度に間違わせることで節電する技術 – PC Watch

一般に、トランジスタはプロセスルールが縮小すると信頼性が下がる。電圧を上げると、信頼性は上がるが、同時に消費電力も上がってしまう。現在のプロセッサは、消費電力の壁に当たっており、いかにして効率を上げるかが求められている。 そういった事情の中、近年議論されているのが、“概算的演算”を行なうコンピュータシステムだ。例えば、映像や画像処理において、1ピクセル色が本来と違うといった、若干の出力エラーがあっても、おおよそ合っていれば、ユーザーはそれを許容できる場合がある。これを逆手に取り、CPUやメモリなどのチップの一部の電圧を下げ、その部分で明示的に演算をさせることで、演算の正確さや信頼性をある程度犠牲にしつつも、消費電力を減らすというのが、概算的なコンピュータシステムのコンセプトだ。 このシステムで問題になるのが、いかにして許容できる範囲での“非信頼性”を得るかという点だ。今回MITが考案した「Chisel」というシステムでは、コードのどの部分にエラーを許容させるかをプログラマーが指定すると、どの命令を信頼できないハードウェアに割り当てるかを自動的に決定できる。応用範囲は、画像処理、金融分析アルゴリズムなど限定的ではあるが、消費電力%9

引用元: CPUに適度に間違わせることで節電する技術 – PC Watch.

脱“トランジスタ売り”の発想 – Chikirinの日記

ニューヨークもロンドンも、シンガポールもドバイも、そこに住む人、そこで働く人、そこで学ぶ人、そこで遊ぶ人自体が、そして、そこで活動する企業や投資家(&投資マネー)自体が、世界中から集まってきているのです。

彼らは何かを「輸出して」国際都市になったのではありません。

そうではなく、世界中から人や企業やお金(投資)を受け入れることで国際都市になったのです。

街中で買い物をしているときに耳に入る言語の多様性こそが、

職場における同僚の出身国の多様さこそが、

学校における(生徒はもちろん)教師の国籍の多様さや、

不動産オーナーの国籍の多様さこそが、その証となっているのです。

「日本製品をたくさん売って外貨を稼ごう。それが国際化だ!」と考えている限り、東京が、国際都市として競争力を高めることはできないでしょう。

今求められているのは、脱・トランジスタ売りの発想です。

私たちに必要なのは、「世界を受け入れる」という覚悟なのです。

引用元: 脱“トランジスタ売り”の発想 – Chikirinの日記.

コンピューター消費電力、1万分の1以下に 東大  :日本経済新聞

東京大学の柴田憲治特任講師と平川一彦教授らは、コンピューターの消費電力を現在の1万分の1以下にできる技術を開発した。電子を1個だけ動かせる素子を試作し、実用的な低電圧で操作した。2020年を目標に演算素子の試作を目指す。

試作したのは電子1個で演算やデータを記憶する単一電子トランジスタと呼ぶ素子。電子が大量に集まった川のような電流で制御していた素子を電子1個だけで制御できれば、消費電力を1万分の1以下に減らせる。演算速度も高まる。現在のコンピューターなら数万年かかる計算を数時間でこなせるようになる。

今回、直径2万分の1ミリメートル以下の微小な半導体の粒と、粒の表面の深さ100万分の1ミリメートルだけ帯電できる特殊な液体を用いた。約0.5ボルトの電圧で1個の電子だけを半導体の粒に出し入れできた。詳細は英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ(電子版)に掲載した。

引用元: コンピューター消費電力、1万分の1以下に 東大  :日本経済新聞.

銅の100倍の電流を流せる配線材料、カーボンナノチューブ使い – ITmedia ニュース

産業総合研究所ナノチューブ応用研究センターなどの研究チームは、単層カーボンナノチューブ(単層CNT)と銅を組み合わせて、銅と同程度の電気伝導度(導電率)を持ちながら銅の100倍まで電流を流せる配線用の銅複合材料を開発した。

photo 開発したCNT銅複合材料

トランジスタやメモリデバイスなどの小型化が進んで電流密度は高まっており、これらに電力を供給する銅や金の配線材料の限界に近づいている。炭素系材料は高い電流容量を持つが配線材料として必要な電気伝導度が不十分という課題があった。

この新しい銅複合材料は密度が小さいため軽量で、高い電気伝導度と大きな電流容量を持ち、高温では銅を上回る電気伝導度を保つという優れた性質を備えており、今後のデバイスの小型化・高性能化に対応できる配線材料として期待されるという。

引用元: 銅の100倍の電流を流せる配線材料、カーボンナノチューブ使い – ITmedia ニュース.

収穫加速の法則 – Wikipedia

収穫加速の法則と技術的特異点の到来

カーツワイルの唱えた収穫加速の法則は、技術革新のスピードに関する法則性だけを射程に入れたものではなく、広義の有用な情報量と定義される秩序とカオスと時間の関係の一般法則の下位法則として位置づけられている。これはエントロピー増大の法則を考慮にいれたもので、宇宙の秩序増大に関する法則性を射程に入れたものである。カーツワイルの定義によれば、収穫加速の法則は

“ 秩序が指数関数的に成長(英語版)すると、時間は指数関数的に速くなる — つまり、新たに大きな出来事が起きるまでの時間間隔は、時間の経過とともに短くなる。 ”

というものである。

また収穫加速の法則は、生命進化のプロセスにも適用されており、DNAの成立、生殖という発明、発明を作る発明としての人間の誕生などを一元的に捉え、ムーアの法則によって示されたような秩序を増大させる技術革新はトランジスタ製造技術の枠を超えて継続するという主張を展開した。

PPTMooresLawai.jpg

このプロセスの継続により、人間の脳の能力を数値化した際に、早ければ2020年代前半、遅くとも2045年ぐらいにその数値をコンピュータの能力が追い越すことから、カーツワイルは「シンギュラリティ(技術的特異点)は近い」と結論付けた。

引用元: 収穫加速の法則 – Wikipedia.

頭脳放談:第156回 Intelは1番の能力を持つファブをどう生かすのか? – @IT

新しいAtomベースのアーキテクチャのSoC群「Silvermont」が登場してくる(Intelのニュースリリース「インテル、低消費電力、高性能 マイクロアーキテクチャー「Silvermont」を発表」)。当然、最先端のファブの1番のトランジスタを使う。それが悪いものではあるはずがないのだけれど、「どうか?」とあえて「?」を付けておく。トランジスタの性能は1番だが、Atom自体の商売は1番ではないだろう。研究開発では1番のものは1番だが、こと商売に限っては1番のものが1番になるわけではない。それどころか、1番手を観察し、勘所をつかんだ2番手が美味しいところを持っていくというのはよくある話である。Atomがそういう上手な立ち回りを見せるのか、それともしばらくしたら、株主あたりから「2番じゃダメなんですか」などと質問を投げかけられることになるのかは知らない。経営者も変わったことだし……。

引用元: 頭脳放談:第156回 Intelは1番の能力を持つファブをどう生かすのか? – @IT.

頭脳放談:第156回 Intelは1番の能力を持つファブをどう生かすのか? – @IT

しかし、そのIntelには、いまだにダントツの1番がある。それは、Intelの持つ最先端のファブ(半導体製造工場)であり、そこで作ることができる最先端のトランジスタである。Intelの後に続くのは台湾のTSMC、韓国のSamsung Electronics、GLOBALFOUNDRIES(AMDのファブを分社化して発足した会社)といったところだが、Intelのファブは、頭ひとつ抜け出ている。そこで作られるトランジスタは最高だ。確か2013年3月にAlteraのFPGAをインテルのファブで製造するというファウンドリの話が出ていたが、AlteraにしたらライバルXilinxに差をつけることができるインフラを手に入れた思いだろう。

引用元: 頭脳放談:第156回 Intelは1番の能力を持つファブをどう生かすのか? – @IT.

ポラックの法則 – Wikipedia

ポラックの法則 – Wikipedia
ポラックの法則(ぽらっくのほうそく)とは、『プロセッサの性能はその複雑性の平方根に比例する』という経験則。ここでの複雑性は、ダイサイズを意味している。つまり、この法則に従えば、1プロセッサのダイサイズを2倍に増やしても、性能は\sqrt{2}\fallingdotseq 1.4倍にしか上がらない。
ここで、1プロセッサにおいてトランジスタ数 を2倍とすると、ダイサイズ(ダイの面積)が2倍となり、ポラックの法則によりプロセッサの性能がおよそ1.4倍に向上する。ところが、その際に消費電力 がダイサイズに比例して2倍に増大している。したがって、消費電力(発熱量)あたりの性能ではダイサイズを2倍にすると逆に0.7倍に低下することにな る。すなわち、ポラックの法則により、CPUコアの進化によるプロセッサの性能の向上が遠からず熱の問題により頭打ちとなることが示される。