เราทุกคนรู้ กฎของมัวร์ เมื่อเราพูดถึงโปรเซสเซอร์และทรานซิสเตอร์ แต่มีความสำคัญมากกว่าหรือน้อยกว่านี้คือกฎของ Koomey แม้ว่าจะมีชื่อเสียงน้อยกว่าและไม่เป็นที่รู้จักสำหรับคนจำนวนมาก คุณต้องการที่จะรู้ กฎหมายของ Koomey คืออะไร ? ในบทความนี้เราจะอธิบายว่ามันคืออะไรและทำไมมันถึงมีความสำคัญ
โจนาธานคูเมย์ เป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัย Standford ซึ่งมีชื่อเสียงในเรื่องการระบุแนวโน้มระยะยาวในการใช้พลังงานของคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในชื่อว่ากฎของ Koomey
กฎหมายของ Koomey คืออะไร
กฎของมัวร์ระบุว่าพลังการประมวลผลของโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ สองปี (แม้ว่าจะมีทฤษฎีอื่น ๆ ที่บอกว่าเป็นทุก ๆ 18 เดือน) กฎหมายนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางจากสถิติและมีข้อมูลมากมาย: มันเป็นข้อสังเกตที่เกือบจะเป็นจริงเช่นเดียวกับท้องฟ้าเป็นสีฟ้า
อย่างไรก็ตามมีกฎหมายใหม่ในโลกการคำนวณและเป็น อาจมีความเกี่ยวข้องมากขึ้น มากกว่าที่มัวร์ประกาศในปี 1965: กฎของ Koomey เทียบเท่ากับกฎของมัวร์ศตวรรษที่ 21 .
กฎของ Koomey อธิบาย แนวโน้มที่กำหนดจำนวนการคำนวณต่อจูลของพลังงานที่กระจายออกซึ่งเพิ่มเป็นสองเท่าทุกๆ 1.57 ปี กล่าวอีกนัยหนึ่งถ้ากฎของมัวร์พูดถึงพลังในการคำนวณและจำนวนทรานซิสเตอร์ Koomey บอกเราว่า ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุก ๆ 1.57 ปี .
แนวโน้มการอธิบายนี้ได้รับการ เสถียรอย่างน่าทึ่ง ตั้งแต่ทศวรรษ 1950 (ซึ่งมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 2%) และในความเป็นจริงก็เร็วกว่ากฎของมัวร์ในบางช่วงเวลา
เหตุใดจึงสำคัญในช่วงเวลาเหล่านี้
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้พลังงานแบตเตอรี่น้อยลงและลดลงดังนั้นจึงมีอิสระมากขึ้น แนวทางที่ผู้ผลิตนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ของพวกเขาในช่วงเวลาที่ผ่านมานั้นมุ่งไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างแม่นยำมากกว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพขั้นต้นและข้อพิสูจน์เรื่องนี้คือ โปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ใช้พลังงานน้อยลงโดยให้ประสิทธิภาพที่เท่ากันหรือมากกว่า .
และมันก็คือสิ่งที่คุณกำลังมองหาอย่างแม่นยำ: หากคุณเพิ่มประสิทธิภาพคุณจะลดการใช้พลังงานซึ่งจะช่วยให้คุณใช้พลังงานมากขึ้นในขณะที่ใช้พลังงานแบบเดียวกัน ลองดูตัวอย่างที่ใช้งานได้จริง: จินตนาการโปรเซสเซอร์ที่มีกำลัง 10 และกิน 10. คุณจะได้โปรเซสเซอร์ที่มีกำลังเท่ากัน แต่กิน 5 แล้วสิ่งที่คุณสามารถทำได้คือใส่โปรเซสเซอร์สองตัวซึ่งโดยรวมจะมีพลังงาน จาก 20 แต่ระหว่างสองพวกเขาจะบริโภคต่อไป 10. คุณเข้าใจแนวคิดไหม
เพื่อให้เป็นไปตามกฎหมายของ Koomey
ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ “ ปริมาณเอนโทรปีในเอกภพมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามกาลเวลา”) และหลักการ Landauer ( “ ในการดำเนินการใด ๆ ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้อย่างมีเหตุผลซึ่งจัดการกับข้อมูลเช่นการลบความทรงจำเล็ก ๆ น้อย ๆ การเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีและปริมาณพลังงานที่เกี่ยวข้องจะลดลงเมื่อความร้อน ") การคำนวณไม่สามารถดำเนินการต่อเพื่อเป็นพลังงานที่มีประสิทธิภาพตลอดไป .
ในปี 2011 คอมพิวเตอร์มีประสิทธิภาพการคำนวณอยู่ที่ประมาณ 0.00001% และสมมติว่าแนวโน้มยังคงเพิ่มเป็นสองเท่าทุก ๆ 1.57 ปีตามที่กฎหมายของ Koomey กำหนดไว้ Landauer จะถึงขีด จำกัด โดยประมาณ 2048 ซึ่งเป็นเวลาที่มีการคำนวณว่ากฎหมายฉบับนี้จะยุติการคงไว้
อีกทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่าหลักการของ Landauer ไม่สามารถนำไปใช้กับการคำนวณแบบย้อนกลับได้ แต่ถึงกระนั้นประสิทธิภาพการคำนวณก็ยังถูก จำกัด โดยทฤษฎีของ Margolus-Levitin ( “ อัตราการประมวลผลไม่สามารถมากกว่า 6 x 10 ^ 33 การดำเนินงานต่อวินาทีสำหรับเดือนกรกฎาคมของพลังงาน ") ซึ่งจะ จำกัด ความถูกต้องของกฎหมายนี้โดยประมาณ 2130 ปี .
ไม่ว่าในกรณีใดก็ตามมีสิ่งที่เหลืออยู่สำหรับเรื่องนี้ที่จะเกิดขึ้นและในตอนนั้นก็เป็นไปได้ว่ามีความก้าวหน้าใหม่เกิดขึ้น (โปรดจำไว้ว่าผู้ผลิตทุกรายกำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ) ที่อนุญาตให้กฎหมายฉบับนี้ยังมีชีวิต
