安敦誌


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コンピューターの曲がり角に想う(1)

最近、プロセッサ(パソコンのCPUなど)の進化の様子がどんどん変化していて面白い。

従来は、ムーアの法則といって、2年だか1年半だかでICチップの集積度(面積あたりのトランジスタ数)が2倍になるという、法則というかロードマップのようなものに乗って、プロセッサもどんどん大規模になっていった。この法則自体はもうしばらく続いていくようだけれども、これまではただ集積度が上がって大規模になるだけではなくて、高速になる(クロック周波数が上がる)、同じ機能ならチップ面積が小さくなってコストも下がるし消費電力も小さくなるなど、とにかくいいことばかりだった。生産技術的には難しくなっても、見返りはそれ以上に大きかった。

ムーアの法則に乗り続けてきた約30年間は、必ずしも平坦な道のりではなかった。たとえばプロセスルールが1ミクロンを切るときなどに、このあたりが微細化の限界なんじゃないかと言われていた。けれども当時は、これ以上の微細化は技術的に難しすぎて、ムーアの法則から外れるんじゃないかという懸念だった。結局世界の半導体業界はなんとか新技術を開発して、そうした危機を乗り切ってムーアの法則を守り通してきた。ところが最近は、これまで気にならなかった微細化のデメリットが目立つようになってきた。

現在の量産レベルで最先端にあたる90ナノメートルのプロセスルールあたりから、微細化にともなうメリットがどんどん無くなってきているらしい。たとえば、微細化してもゲートあたりの消費電力が下がらないとか、発熱密度が上がりすぎて冷却できないとか、マスクコストが高くなりすぎて相当な生産量が出ないとコストが下がらないとか、トランジスタの動作可能な周波数は上がっているのに配線遅延の影響が大きくなりすぎて同期の取れる範囲が小さくなっているとか、他にも閾値電圧のばらつき、パッケージコスト、低速な外部配線など、たくさんの問題が噴出してきているらしい。

つまり、今後もこれまでのような微細化は可能だけれども、必ずしもこれまでと同じメリットを生まなくなってきている。腕時計からスーパーコンピュータまで、みんな同じ目標に向かって走ってきた時代から、用途によって、皆それぞれの道を歩く時代に変わっていくのだと思う。上記はプロセッサを含むロジック回路の話であって、メモリとかはまだまだ微細化の価値があるらしいのだけれども、とにかく、進む道が分かれていくのは確かだろう。

そういった素子のレベルの話だけではなくて、身近なパソコンのプロセッサでも進化の様子が変化している。PC用プロセッサが32bitになった頃までは、Intelを先頭にAMDやCyrixなどが競い合っていたが、その頃からプロセッサの性能イコール動作周波数という認識が一般の消費者に広まって、クロック競争が始まった。IntelはPentium IIIのあとがまとしてPentium4を開発したけれども、これは処理能力はともかくクロックだけは抜群に速いという設計であった。これが功を奏して、一時期はIntel以外の高機能プロセッサメーカは絶滅するかという勢いだった。

日本ではいまだにその状態が続いているのだけれど、アメリカなどでは、今ではデスクトップPCの半数以上がAMDのプロセッサを積んでいるのだという。これは現在の話なので皆さんご存知だと思うけれども、Pentium4のクロック周波数うなぎ登り計画は、当初開発者が20GHzまではいけると豪語していたにもかかわらず、4GHz手前で終わってしまった。理由は周知のとおり、電力消費とその結果である発熱が消費者の我慢の限界を超えてしまったからだ。

AMDはPentium4の路線を追いかけることをしないで、クロックあたりの処理能力を高める方向で地道に挽回の日を待っていた。この間にAMDは、64bit命令への拡張だとか、マルチコアの採用だとか、今注目されている機能を着実に積み重ねていた。どちらも、結局Intelが後追いをすることになった。

で、早くもIntelは4コアチップの開発を発表していたり、将来は100コアを目指すとかまた極端なことを言っているのだけれども、とにかく最近の高機能プロセッサの主流はマルチコアということで落ち着いている。

長くなったので項を改めます。

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安敦誌 : コンピューターの曲がり角に想う(1)
安敦誌 : コンピューターの曲がり角に想う(2)
安敦誌 : コンピューターの曲がり角に想う(3)
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by antonin | 2006-09-28 23:45 | Trackback | Comments(2)
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Commented by B705 at 2006-09-29 19:00 x
僕のパーコンのCPUはAMDだな。
Commented by antonin at 2006-09-29 19:54
>B様

「パーコン」って久々に聞いたなぁ。
そんなこと言ってたね。
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