The Accelerator Wall: Un nou problema per a un món de la llei de Post-Moore

Els acceleradors ja estan a tot arreu

El món del Bitcoin, es basa en xips dissenyats per accelerar l'algoritme clau de la cripto-moneda, gairebé tots els aspectes digitals que fan que un so utilitzi descodificadors d'àudio  i desenes d'empreses start-up, estan perseguint un silici ràpid que podria fer que el deep-learning sigui omnipresent. Aquest tipus d'especialització, perment als algorismes comuns,  que s'executen com un programari en CPU funcionar més ràpids. Això,  es considera com una forma de mantenir la informàtica estancada després de la introducció de la llei de Moore en una o dues generacions de xips.

Font: iStockphoto

Però es creu que no funcionarà durant molt de temps. Aquesta és la conclusió que el professor associat d'enginyeria elèctrica de la Universitat de Princeton, David Wentzlaff, i el seu estudiant de doctorat, Adi Fuchs, segons van  presentar recentment al Simposi Internacional de l' IEEE sobre Arquitectura d'Informàtica d'Alt rendiment. L'especialització de xips, que calculen, no poden produir els tipus de guanys que la Llei de Moore podria fer. El progrés dels acceleradors, en altres paraules, arribarà a una límit que arrivarà abans del que s'esperava.

Per provar aquest punt, Fuchs i Wentzlaff havien d'esbrinar quants guanys en el rendiment provenen de les millores del propi de xip i quants,  provenen de la Llei de Moore. Això significa examinar més de 1.000 fulls de dades de xips i identificar quina part de les millores de generació en generació es devia a millors algorismes o, de la seva enginyosa implementació com a circuits. En altres paraules, estaven buscant quantificar l'enginy humà.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/43/Threshold_formation_nowatermark.gif/450px-Threshold_formation_nowatermark.gif

Així que van fer el que feien els enginyers: el van convertir en una quantitat adimensional. El retorn de les millores  de xips, tal com el van anomenar, respon a la pregunta: "Quant va millorar les capacitats d'un  xip  segons el nombre de transistors físics?

Utilitzant aquesta mètrica, es va avaluar la descodificació de video en un circuit integrat específic d'aplicació (ASIC), la taxa  del joc en una GPU, les xarxes neuronals convolucionals en una FPGA i una mineria de Bitcoin en un ASIC. Els resultats no van ser impactants: els guanys en fitxes especialitzades són molt depenents de la continuïtat de més transistors disponibles per mil·límetre quadrat de silici. En altres paraules, sense la llei de Moore, les potencies dels xips, són limitades.

El nombre de bits de memòria flash disponible per centímetre quadrat continua augmentant independentment de la  Moore's Law, ja que la indústria s'ha traslladat a una tecnologia 3D que li dóna la possibilitat de fer 256 o més capes de cel·les. Fuchs i Wentzlaff ja han començat a explorar això, desenvolupant una arquitectura informàtica que accelera la computació, ja que el processador busca còpies prèvies emmagatzemades a la memòria en comptes de recomputar-les.

El final de la Llei de Moore no és "la fi del món", diu Wentzlaff. "Però s'ha d'estar preparats per això".

Font: IEEE Spectrum