Filmen knækker...

Hvis man besøger Ottawa, er en tur på deres tekniske museum næsten obligatorisk.

Her kan man, blandt mange andre interessante ting, se fire meget store damplokomotiver.

De er ret specielle, af en ret speciel årsag.

Groft sagt, kunne enhver maskiningeniør på rygradden reciterer naturlovene der forudsage disse lokomotivers existens: Den eneste vej frem for dampmaskinen, var højere og højere damptryk.

Over hele den civiliserede verden kæmpede ingeniører imod lækager, materialebrud og explosioner, efterhånden som de strammede fjederen, indtil det blev en explosion for meget for karierreplanen.

Man kan se nogle af de resulterende misfostre på Museum of RetroTechnology.

Det eneste sted hvor egentlige højtryksdampmaskiner kom på skinner, var Canada.

Canada havde ikke valget, de skulle over Rocky Mountains ude vest på.

Med den for branchen alt for typiske arrogance, har IT branchen for længst ophøjet en tommelfingerregels exponentialformel til status af naturlov, men det er mere og mere tydeligt at de rigtige naturlove, Maxwells, Shannons osv. har et andet syn på den sag.

Vi er simpelthen kommet til enden for den fotolitografiske process for produktion af halvledere.

Det næste trin i teknologien hedder "extreme ultraviolet" "EUV" og bruger "lys" med en bølgelængde på ca. 14nm.

Hvis I spørger en gymnasiefysiklærer om elektromagnetisk stråling med 14nm bølgelængde, siger hun næsten helt sikkert "blød røngtenstråling" frem for "lys".

Og dermed er hele problematikken sådan set redegjort for.

Der har været forsket og produktudviklet i EUV-lithografi i rigtig mange år, de første "proof-of-concept" var tilbage i midten af 1990-erne og præcis som maskiningeniørene opdagede med højtryksdamp, opdager man stadig nye problemer med den praktiske håndtering af EUV stråling, problemer der gør alle drømme om pålidelig 90% yield i 3-holdsskift i et lavtlønsland til netop det: Drømme.

I takt med at udviklingsomkostninger tårner sig op, sidder regnedrengene og skruer på de andre knapper for at holde budgettet og derfor kan The Register nu berette at hvis EUV skal give økonomisk mening, skal det foregå på 450mm wafers.

Jeg ved ikke hvor mange af jer der har holdt en rigtig siliciumwafer i hånden, men vi taler om et monokrystalinsk materiale, der helst ikke skal være mere end 1mm tykt, af hensyn til varmeledningen.

Jeg er helt sikker på at der skal nok være nogen der ender med at producere 450mm+EUV chips, for der er folk der, som Canadierne med deres damplokomotiver, har brug for dette ekstra teknologiskridt for at komme over en udfordring.

Men for alle formål med realistiske budgetter, er Moores lov parkeret ved endestationen.

I modsætning til lokomotiver, hvor eldrift skalerede videre da dampen stoppede, har vi ikke nogen anden teknologi i baghånden for computere.

Kvante-computere hører vi meget om, men den lille detalje at der kun er en håndfuld algoritmer og at vi dårligt kan afgøre om resultaterne faktisk var kvanteudregninger, eller om de bare var tilfældige udfald, gør det usandsynligt at nogen porterer Libreoffice eller Python i nær fremtid, hvis overhovedet nogen sinde.

Fremtiden er forbi i IT branchen, nu begynder det hårde arbejde.

phk

Kommentarer (36)
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Markus Hornum-Stenz

nu har Moore's lov i den grad overlevet sig selv og jeg glæder mig til at man vender tilbage til at fokusere på performance optimering indenfor begrænsede rammer fremfor den irriterende forbrugermekanisme "du er nødt til at købe en ny computer for at kunne bruge det nyeste software, som er obligatorisk"

  • 13
  • 0
Henrik Mikael Kristensen

Nu er der andre måder end Moore's lov til at få hurtigere CPU'ere på.

Desuden er performance optimering kun den ene side af mønten. Bagsiden af sådan et stop betyder jo at det bliver sværere at få voksende mængder regnekraft til rådighed, når man virkelig har brug for det.

  • 0
  • 0
Ivan Skytte Jørgensen

Når Moores lov langt om længe ophører, så tror jeg der kommer et langt sejt træk med at få systemer til at skalere horisontalt, dvs. køre på flere kerner, CPUer, blades med cluster interconnect, igennem load-balancers, osv.

Først derefter vil folk begynde at overveje, om man bruger de eksisterende resourcer optimalt. F.eks. en browser, som kører alt i javascript, bruger Ajax til at sende JSON frem og tilbage fra en REST-service, som kontakter en middleware-server over SOAP, som bruger en CORBA-adapter til at snakke med en load-abalancer, som sidder foran en række applicationservere, som hver har 7 abstraktionslag før man faktisk rammer is_prime_number() funktionen :-)

  • 3
  • 1
Pelle Söderling

Tror det er ved at være en 5-6 år siden jeg første gang hørte Intel præsentere på en konference at nu gik den ikke meget længere.
Forudsigelserne dengang gik på at vi ville få flere og flere kerner i CPU'erne og der var en forudsigelse om at 2015 ville det hedde 128 kerner i CPU'erne og jeg er ret sikker på 2013 var omkring 32 kerner.

Faktum er dog at vi stadig ikke er ret meget over 4 kerner på de fleste standard-CPU'er og CPU'erne er stadig blevet hurtigere år for år selvom det ikke så meget er Ghz der skrues på som arkitekturdesignet.

Jeg tror udviklingen også nok skal holde de næste 5 år endnu - der ligger ikke mindst stadig en stor skaleringsmulighed i at introducere flere kerner i CPU'erne. Det kræver self. mere af udviklerne, det er klart mere komplekst at udnytte flere kerner og der er en masse problemstillinger man åbner op for som ikke alle udviklere er lige gearede til at håndtere - men der er dog fokus i de fleste sprog på at gøre det lettere at arbejde med.

Moores lov har været erklæret død og begravet mange gange de seneste år, men Intel formår reelt stadig i høj grad at holde den kørende - så jeg er holdt op med at spå om hvornår vi rammer muren :-)

  • 1
  • 0
Carsten Larsen

I modsætning til lokomotiver, hvor eldrift skalerede videre da dampen stoppede har vi ikke nogen anden teknologi i baghånden for computere.

Enhver der har spillet Sid Meiers Railroad Tycoon (og i øvrigt fulgt med i historien) vil vide, at det ikke var eldrift der skalerede videre. Det var dieseldrevne lokomotiver der tog over da dampen slap op.

  • 3
  • 1
Jacob Christian Munch-Andersen

Moores lov har været erklæret død og begravet mange gange de seneste år, men Intel formår reelt stadig i høj grad at holde den kørende - så jeg er holdt op med at spå om hvornår vi rammer muren :-)


Det er nu ikke så svært, hvis udviklingen ligesom så mange andre udviklinger omtrentlig følger en logistisk kurve så ligger wafer-teknologien nu et sted mellem 50 og 75% af slutmålet. Altså, uanset hvor meget de forsker vil de ikke kunne gøre mere end at fordoble ydelsen ad den vej.

  • 0
  • 0
Poul-Henning Kamp Blogger

Tror det er ved at være en 5-6 år siden jeg første gang hørte Intel præsentere på en konference at nu gik den ikke meget længere.
Forudsigelserne dengang gik på at vi ville få flere og flere kerner i CPU'erne og der var en forudsigelse om at 2015 ville det hedde 128 kerner i CPU'erne og jeg er ret sikker på 2013 var omkring 32 kerner.

Det var baseret på den 4GHz væg clock-frekvensen rendte panden imod, de antog stadig at den 'fysiske' side af Moores lov holdt og at de derfor måtte finde noget at bruge flere og flere transistorer til.

Nu er det den 'fysiske' side der staller...

  • 0
  • 0
Poul-Henning Kamp Blogger

Enhver der har spillet Sid Meiers Railroad Tycoon (og i øvrigt fulgt med i historien) vil vide, at det ikke var eldrift der skalerede videre. Det var dieseldrevne lokomotiver der tog over da dampen slap op.

Diesel kan ikke noget som damptog ikke også kan, men de sviner langt mindre.

Eltog kan levere en dramatisk større trækkraft end alle andre teknologier.

Rekorden for forbrændingsmotorer er vist nok 8.500hk fra en gasturbine, mens ellokomotiver i Kina idag nærmer sig 14.000hk.

  • 2
  • 0
Peter Kyllesbeck

Rekorden for forbrændingsmotorer er vist nok 8.500hk fra en gasturbine, mens ellokomotiver i Kina idag nærmer sig 14.000hk.


(host host) Prøv at kaste et blik på Peder Skram
"2× Pratt & Whitney gasturbiner type JT på hver 22.000 hk"
http://da.wikipedia.org/wiki/F352_Peder_Skram

(.. og så er der den gamle B&W dieselmaskine fra 1932 på H. C. Ørstedsværket /DieselHouse på 22500hk, men den kan ikke køre på skinner ;-))

  • 1
  • 2
s_ mejlhede

Hvis vi taler om systemer og ikke CPU-er tror jeg at loven holder, mange år.
Med forsigtighed, en fordobling er stadig meget, tænk hvis biler kørte det dobbelte på literen for hver 10 år, og det kan/har de ikke gjort på grund af de fysiskelove. Det er hvis Poul-Henning pointe i denne historie ?

Men loven har jo alt efter hvordan man tolker den 3 parameter, Pris, Størrelse, CPU kraft. og hvis vi tager adgangen til CPU kraft, og ikke den enkelte CPU tror jeg loven holder meget længere.

Så hvis vi ser på prisen per MIPS, så vil loven stadig holde i lang tid, også hvis vi tager skyen med, og hvis den kan holde 10-20 år til, så vil kvantecomputer måske være praktisk muligt, og så .....?

Off.Trop. Det er næsten kun som computer spiller, man som privat person har haft brug for denne højere, og billigere computer kraft. Den bærbar som jeg købte for 6 år siden, køre stadig fint med lidt mere RAM. Og den "PC" som jeg bruger meget nu, er en tablet, som har mindre CPU kraft.

Men Poul-Henning har ret den fysikergræse for den enkelt waffer er snart nået, ind til der kommer en aller anden genial ide, stakning, mulighed for mange flere lag, eller ...

Det der tog spil, kostet mig næsten en helt sommerferie inde :-)

  • 1
  • 0
Jens Katz-Kolberg

I modsætning til lokomotiver, hvor eldrift skalerede videre da dampen stoppede, har vi ikke nogen anden teknologi i baghånden for computere.

Den eneste grund til at der endnu ikke er et klart alternativ, er at den nuværende måde at lave beregningssystemer (dvs. vha. digital logik) fortsat er så ufatteligt succesfuld. Alternativerne skal nok blive udviklet, lige så snart den økonomiske gevinst ved at udvikle dem bliver høj nok.

Vi er fortsat langt fra de teoretiske grænser for beregnings- og lagringssystemer.

  • 0
  • 0
Lars Bjerregaard

Poul-Henning, når du siger "Fremtiden er forbi i IT branchen, nu begynder det hårde arbejde", tænker du så:
- Tilbage til optimering
- Helt nye hardware teknologier
- (helt nye?) software teknologier (concurrency?)
- All of the above
- Noget helt andet
?
Kunne være interessant at høre lidt mere om hvad dine tanker kredser om, når du f.eks. tænker på optimering og hardware teknologier. (og jeg er godt klar over at Varnish er et helt bevidst studie i optimering)

  • 0
  • 0
Lars Bjerregaard

og lidt som en add-on til mit tidligere spørgsmål:

Jeg hører f.eks. Linus udtrykke ønsket om, at "userspace" programmører begynder at tænke lidt mere som kerneprogrammørerne, og adoptere nogen af deres regler og metoder. Jeg hører egentligt også dig sige nogen af de samme ting, når du holder (glimrende og oplysende) foredrag ud fra dit arbejde med Varnish.

Bør vi programmører begynde at tænke på vores kode mere i retning af at det er en "add-on" til OS kernen vi laver?

Eller er der en gangbar vej frem, til at fortsætte med at programmere på et højt abstraktionsniveau (godt for forretningen...?), i en fremtid hvor hardwaren måske hjælper os mindre og mindre? (her synes jeg specielt et sprog som Go ser interessant ud, måske også Rust, og andre...?)

Hvis hardwarens fremskridt i performance stopper mere og mere op (hvilket jo til dels allerede er tilfældet), hvad gør vi så med vores software, givet et implicit/antaget ønske om, at vi til stadighed gerne vil køre mere og mere af det, og gerne hurtigere og hurtigere...?

  • 1
  • 0
Lars Juul

Det næste trin i teknologien hedder "extreme ultraviolet" "EUV" og bruger "lys" med en bølgelængde på ca. 14nm.

Hvis I spørger en gymnasiefysiklærer om elektromagnetisk stråling med 14nm bølgelængde, siger hun næsten helt sikkert "blød røngtenstråling" frem for "lys".

Og dermed er hele problematikken sådan set redegjort for.

Der har været forsket og produktudviklet i EUV-lithografi i rigtig mange år, de første "proof-of-concept" var tilbage i midten af 1990-erne og præcis som maskiningeniørene opdagede med højtryksdamp, opdager man stadig nye problemer med den praktiske håndtering af EUV stråling, problemer der gør alle drømme om pålidelig 90% yield i 3-holdsskift i et lavtlønsland til netop det: Drømme.

Nu har jeg været væk fra halvlederbranchen i nogen tid, men mig bekendt bliver moderne halvlederprocesser i langt de fleste tilfælde udført i industrilande, f.eks. Intel har kun deres cutting-edge processer i US, Infineon i Tyskland, ST Micro i Frankrig, Samsung i Korea, TSMC i Taiwan. Lavtlønnet arbejdskraft er mest forbeholdt assemblydelen, som er mindre krævende rent håndteringsmæssigt.

Men det forhindrer ikke 450mm, 14nm wafere i at være stygt dyre at producere og ikke mindst udvikle. Et sådant maskesæt må jo koste et mindre lands BNP. Men Intel slap jo helskindet afsted med 200->300mm skiftet som de første. De er måske de de bedst stillede til at gentage tricket.

  • 0
  • 0
Eskild Nielsen

Diesel kan ikke noget som damptog ikke også kan, men de sviner langt mindre.


Da Diesel slog damp, så var det hverken på effekt, eller virkningsgrad, men på personaleforbrug.
Damptrækkraft krævede mindst 2 mand under kørsel samt personale før og efter. Specielt det sidst evar et hårdt og snavset job især ved kulfyring.
Diesel (og el) krævede kun en mand (fagforeninger fik nogle steder placeret en ekstra person), og i hvert fald EMD (GM) lokomotiverne kunne køres som multipler med kun en bemandet maskine.

Desuden var både el og diesel trækkraft til rådighed hele tiden, så det nødvendige antal enheder var meget mindre.

  • 0
  • 0
Maciej Szeliga

Da Diesel slog damp, så var det hverken på effekt, eller virkningsgrad, men på personaleforbrug.


Der var i hvert fald en detalje mere som fik mange jernbaneselskaber i nordamerika til at kikke på diesel: damplokomotiver forbruger både brænde og vand under kørsel hvilket er et problem i områder hvor vand er en mangelvare. Faktisk rummer en tender til at damplokomotiv mere vand end brænde (i m³).

Apropos diselmotorer så mener jeg helt klart at den absolut mest imponerende dieselmotor er Napier Deltic https://en.wikipedia.org/wiki/Napier_Deltic

  • 0
  • 0
Eskild Nielsen

Apropos diselmotorer så mener jeg helt klart at den absolut mest imponerende dieselmotor er Napier Deltic https://en.wikipedia.org/wiki/Napier_Deltic


Det er en meget spændende motor, men for specialister at vedligeholde. British Rail havde en aftale om at deres Deltic motorer blev vedligeholdt hos Napier.

Der er ingen Deltic motorer tilbage i daglig drift, hvorimod den samtidige GM 567 motor stadig bruges

Den turboladede version blev aldrig færdigudviklet, da marinen endte med at købe gasturbiner, som havde samme eller bedre effekt/vægt forhold som den turboladede Deltic.

  • 0
  • 0
Casper Bang

Men for alle formål med realistiske budgetter, er Moores lov parkeret ved endestationen.

Skal vi ikke lige starte med at blive enige om, at det allerede i mange år nu, har været forbeholdt firmaer med urealistiske budgetter, at presse citronen? Der skal researches i mange år, dernæst udvikles udstyr og processer og først dernæst kan vi masse-producere brugbare halvledere. Dem der ikke selv har råd til at researche og udvikle, køber sig til at få produceret igennem de etablerede leverandører så som GlobalFoundries, IBM, Samsung mf.

Dernæst, husk at Moore's lov ikke forholder sig til dimensioner men blot siger "fordobling i antallet af transistorer hver 18 måned". De nuværende produktioner (P1270 på 22nm via Tri-Gate) og kommende process-gennembrug (P1272/14nm, P1274/10nm og P1276/7nm), kommer ved at tage den 3 dimension yderligere i brug.

Sidst men ikke mindst, Intel er ved at have deres første 450nm wafer fabrik Fab42 i Arizona klar, og de er vist skarpt efterfulgt af IBM, Samsung og GlobalFoundries (AMD, Broadcom, Qualcomm, STMC mf.).

Så jeg har altså svært ved at se at Moore's lov er parkeret nogen steder foreløbig - Intel har ved flere tidligere lejligheder nævnt 5nm som grænsen som vi vil nå omkring år 2020. Intel har en interesant PDF om emnet fra sidste år... bemærk elefanten i værelset som metafor. ;)

  • 1
  • 0
Casper Bang

Der er meget stor forskel på at have en fabrik "næsten klar" og til at den bidrager positivt på bundlinien.

Helt sikkert, men derfor er Moore's lov stadig ikke dømt ude. Dét med bundlinien er iøvrigt ikke så ligetil, når du har research-programmer der tager 10-15 år og budgetter der rivaliserer et mindre lands BNP. ;)

Det tog små 10 år fra introduktionen af de første 300mm wafers, til at 50% af alle IC'er blev fremstillet ved denne teknologi. Det anslås at man først vil nå disse 50% for 450mm i år 2030.

  • 1
  • 0
Poul-Henning Kamp Blogger

Helt sikkert, men derfor er Moore's lov stadig ikke dømt ude. [...]
Det anslås at man først vil nå disse 50% for 450mm i år 2030.

Dermed har du sådan set selv dømt Moores lov ude:

Taget i betragtning hvor store problemer fysiske problemer vi er oppe imod (Jvf. den pdf du linkede til: 1kW blød røngten er altså ikke noget man "bare" gør...) holder tidskonstanten i Moores lov ikke mere.

  • 0
  • 0
Casper Bang

Taget i betragtning hvor store problemer fysiske problemer vi er oppe imod (Jvf. den pdf du linkede til: 1kW blød røngten er altså ikke noget man "bare" gør...) holder tidskonstanten i Moores lov ikke mere.

Tidskonstanten i Moore's lov har det med at svinge lidt og det kan da godt være at den p.t. er udfordret. Jeg synes så bare det er modigt af dig som relativ lægmand, og baseret på en artikel fra The Register (tech branchens svar på en Tabloid), at gå ud og så definitivt sige at Moore's lov er død. Det er jo ikke helt det indtryk man får af at følge med i mere seriøse skrivelser om emnet.

  • 1
  • 0
Poul-Henning Kamp Blogger

Nu baserer jeg det for det første på en hel del mere end lige The Register.

For det andet, dette "Consortia Mania" er netop en af de ting der får mig til ikke at tro på hverken priser eller tidsplaner: Intet er nogen sinde blevet hurtigere og/eller billigere af konsortier.

For det tredje og det er det der tæller i praksis: Er der et marked der kan gøre det profitabelt ?

Moores lov har som indbygget forudsætning at alt hvad der kan produceres kan sælges med profit, men vi er meget langt fra de dage hvor halvledere havde god profit fordi markedet var udsultet.

Både EUV og 450mm, ikke mindst hvis det slet ikke virker, kan meget hurtigt falde for sparekniven.

Så nej, jeg tror ikke på Moores lov mere.

  • 3
  • 0
Casper Bang

For det tredje og det er det der tæller i praksis: Er der et marked der kan gøre det profitabelt ?

Kig dig omkring, synes du der er noget der peger på at vi får færre og større dimser?! :) Ligesom i medicin-industrien, er der jo massive ROI gevinster at høste til dem der tør at prøve og som lykkedes. Konkret, er non-konsortiet Intel meget intereseret i at Atom indhenter ARM på mobile markedet, så det kunne faktisk se ud som om at de satser på, at deres overlegne process kan slå overlegne designs - derfor tror jeg personligt ikke på at Moore's lov er død endnu, men det skal blive interesant at følge de næste par år. :)

  • 1
  • 0
Michael Coene

Det hele minder mig meget om IPV4 / V6 diskussionen. Find hvilken som helst diskussion på Slashdot, og der er masser som snakker om hvordan f. eks. Apple stadig har masser af IP adresser og burde frigive dem. Så læser man fra rigtige eksperter at det vil løse problemet... for 6 måneder, hvorefter vi løber tør igen. Optimering af software kan give hvad? x 2? x 4? Det betyder problemet bliver udskudt i 5 år max. Og så er vi på den igen. Og ja, vi kan have flere kerne, eller "smarte" IO, men i sidste ende betaler vi per kvadrat-millimeter silicium. Både i købspris og i strøm / køle behov. Houston, we have a problem.

  • 2
  • 0
Michael Deichmann

Gå 30 år tilbage og se på hvad man kunne med 64k hovedlager. Prøv at se på hvor lidt regnekraft man skulle bruge for at nå månen. Da jeg startede min erhvervskariere havde store mainframes 16 megabyte hovedlager og servicerede 100 vis af brugere.
Dette er skrevet på en Thinkpad med 4 GB RAM og den servicerer kun mig. Hvor er det kæden hoppede af?

  • 1
  • 0
Log ind eller Opret konto for at kommentere
IT Company Rank
maximize minimize