Lys-transistorer, hva har skjedd med dem?

[Simen1]

Men jeg ser ikke helt for meg at optisk lagring skal bli noe særlig i forhold til SRAM og DRAM.

Står mye om dette på colossals sider; http://www.colossalstorage.net/

5052829[/snapback]

 

Jeg kan ikke se noe som kan konkurrere mot SRAM og DRAM på de sidene der. Jeg finner bare et lagringsmedie som er en plate (ala DVD) og de kan på ingen måte brukes som noen erstatning for minne. Latency er alt for lang: ca 100.000.000 ns vs. ca 5-10ns (DRAM) og 0,5ns (SRAM). Det blir som å kjøre en PC helt uten ram, og uten L1 og L2 cache. Kun CD-rom som lagringsmedie og "minne". Det ville ført til en så horribel ytelse at man ville lengtet etter Commodore 64.

 

PS. Jeg reparerte linken din.

[FLarsen]

Jeg kan ikke se noe som kan konkurrere mot SRAM og DRAM på de sidene der. Jeg finner bare et lagringsmedie som er en plate (ala DVD) og de kan på ingen måte brukes som noen erstatning for minne. Latency er alt for lang: ca 100.000.000 ns vs. ca 5-10ns (DRAM) og 0,5ns (SRAM). Det blir som å kjøre en PC helt uten ram, og uten L1 og L2 cache. Kun CD-rom som lagringsmedie og "minne". Det ville ført til en så horribel ytelse at man ville lengtet etter Commodore 64.

 

Problemet med CD/DVD/Blue-ray er at for å skrive en byte må hele disken slettes for så å skrives på nytt. FeDisker er ikke slik, der kan du skrive om akkurat den byten man trenger, akkurat som en harddisk. Det at disken kan tas ut og flyttes er bare en bonus. Den åpner for muligheter for å lagre èn bit per nanopartikkel, med høy lesehastighet.

 

 

PS. Jeg reparerte linken din.

5053085[/snapback]

 

Den var litt feil den ja.

[kyrsjo]

Capacitor (Vet ikke hva det heter på norsk): Her kan EOE være nyttig, men eneste bruksområde i denne typen krets ville være timere, og de skal uansett være "treige".

5052654[/snapback]

Det heter kondensator på norsk. Det er forøvrig en analog komponent så jeg ser ikke helt hva den skal være godt for i en digital krets.

Og antakelig mye mer jeg ikke kommer på i farten.

Ja. Du kan bl.a. ta med en brysom nødvendighet som kalles "investor". Innen den tid man finner en slik vil muligens annen teknologi stille sterkere i forbrukermarkedet. At lystransistorer brukes i nisjeprodukter, som i optisk kommunikasjon, har jeg større tro på.

5053060[/snapback]

 

Vet ikke om det brukes internt i cpu'er etc. - men hovedkort har i alle fall en haug med kondensatorer.

[Feynman]

Vet ikke om det brukes internt i cpu'er etc. - men hovedkort har i alle fall en haug med kondensatorer.

5053776[/snapback]

Det finnes mikrokontrollere som har en intern RC-oscillator for å generere klokkesignal. Ellers er det vel noen kondensatorer involvert i radiokretser (spoler har de i hvert fall). Men igjen, det er til analoge funksjoner, ikke regnekraft.

[Simen1]

Jeg kan ikke se noe som kan konkurrere mot SRAM og DRAM på de sidene der. Jeg finner bare et lagringsmedie som er en plate (ala DVD) og de kan på ingen måte brukes som noen erstatning for minne. Latency er alt for lang: ca 100.000.000 ns vs. ca 5-10ns (DRAM) og 0,5ns (SRAM). Det blir som å kjøre en PC helt uten ram, og uten L1 og L2 cache. Kun CD-rom som lagringsmedie og "minne". Det ville ført til en så horribel ytelse at man ville lengtet etter Commodore 64.

Problemet med CD/DVD/Blue-ray er at for å skrive en byte må hele disken slettes for så å skrives på nytt. FeDisker er ikke slik, der kan du skrive om akkurat den byten man trenger, akkurat som en harddisk. Det at disken kan tas ut og flyttes er bare en bonus. Den åpner for muligheter for å lagre èn bit per nanopartikkel, med høy lesehastighet.

5053748[/snapback]

Joda, den har sikkert en akseptabel transferrate og akseptabel latency for bruk som harddisk, men den kan jo ikke brukes som ram eller cache av den grunn. Vi snakker om aksesstider som er 6-7 tierpotenser for dårlig for å kunne brukes som ram. Det vil si at prosessoren får utført bare 10-100 instruksjoner per sekund, mot noen milliarder som den er kapabel til. Lav latency er viktig for at prosessoren skal kunne hente instruksjoner og data. Hvis latency blir 10 millioner ganger dårligere enn på ram så vil ytelsen bli fantastisk katastrofal. Lagrinsmedia (utbyttbare plater) som snurrer har som nevnt tidligere en latency på rundt 100.000.000 nanosekunder. Ram har ca 10 nanosekunder, altså en timilliondel. cache i prosessoren har ennå ca 10 ganger raskere latency.

[FLarsen]

Det finnes mikrokontrollere som har en intern RC-oscillator for å generere klokkesignal. Ellers er det vel noen kondensatorer involvert i radiokretser (spoler har de i hvert fall). Men igjen, det er til analoge funksjoner, ikke regnekraft.

5053834[/snapback]

 

Stemmer det ja, de lagres opp med spenning og når den når maks slippes spenningen videre og kondensatoren starter på nytt. Som en klokke.

 

 

Joda, den har sikkert en akseptabel transferrate og akseptabel latency for bruk som harddisk, men den kan jo ikke brukes som ram eller cache av den grunn. Vi snakker om aksesstider som er 6-7 tierpotenser for dårlig for å kunne brukes som ram. Det vil si at prosessoren får utført bare 10-100 instruksjoner per sekund, mot noen milliarder som den er kapabel til. Lav latency er viktig for at prosessoren skal kunne hente instruksjoner og data. Hvis latency blir 10 millioner ganger dårligere enn på ram så vil ytelsen bli fantastisk katastrofal. Lagrinsmedia (utbyttbare plater) som snurrer har som nevnt tidligere en latency på rundt 100.000.000 nanosekunder. Ram har ca 10 nanosekunder, altså en timilliondel. cache i prosessoren har ennå ca 10 ganger raskere latency.

5054377[/snapback]

 

 

I følge colossal har disken en transfer rate på over 1000 GB/sec.

Nå er jeg ganske elending i slik omregning men hvis jeg har regnet rett ligger det på rundt 0.95 kb/ns. Du må gjerne rette på det hvis det er feil.

 

Du skriver 10 ns latency på ram for eksempel. Men hvilken enhet bruker du? kb/ns, byte/ns, bit/ns eller noe annet?

 

Fant informasjonen her hvis du lurer (Rett under diagrammet).

 

 

De opplyser også om at de har planer om å lage et alt i ett system som kan brukes til ram, cache, harddisk, flyttbare disker, osv...

 

De forsøker også å bruke denne nanoswitchen til optiske transistorer, som visstnok kan fungere helt ned til 1nm. Om materialet switchen ligger i tåler denne bølgelengden er en annen sak.

 

Hvis de får til alt dette her må jeg si jeg ser opp til denne gjengen.

[Simen1]

Jeg snakker ikke om transfer rate (datamengde per tidsenhet), jeg snakker om aksesstiden (tid fra en forespørsel til første del av svaret kommer tilbake).

 

Prosessoren sender ut bøtter og spann med slike ganske random forespørsler til cache og minne. Det hjelper lite at transferrate er høy så lenge prosessoren må vente f.eks 1 milliard klokkesykluser fra den forespør data fra en viss plass i minnet til plata får snurret til riktig plass og lesehodet er flyttet til riktig sted på plata sånn at den første bit'en kommer i retur til prosessoren.

 

For å bruke et illustrerende eksempel fra et annet område: Tenk deg at du bor i et 8-etasjers hus og har varmtvannstaken i kjelleren, og dusjen i 8. etasje. Så stiller du deg i dusjen og skrur på vannet. Først kommer det iskaldt vann i 2 minutter før det varme vannet kommer frem til dusjen så det blir behagelig. Disse to minuttene er latency eller "tilgangstid".

 

Mengden varmtvann per sekund er lite interresant når du venter på dusjvannnet. Det er tiden det tar før det første varmtvannet kommer som er interresant.

 

Eller ennå et eksempel: Du står i 8. etasje og skal skylde en tallerken i kjøkkenvasken. Så må du la vannet renne i 2 minutter før det første varmtvannet kommer. Hvis du hadde innstallert en varmtvannstank i 8. etasje så hadde du redusert latency fra 2 minutter til f.eks 5 sekunder. Transferrate (vannmengde per sekund) kan gjerne være den samme som før, men lavere latency vil gjøre vannbruken mye mer behagelig.

 

Poenget er at latency og transferrate er to forskjellige ting. Det førstnevnte måles i tid, det siste måles i mengde per tidsenhet.

 

CD/DVD/Blåstråle/HD-DVD/Holografiske plater/Harddisker osv har ekstremt lang latency i forhold til ram og cache. Tenk på det som om du står i etasje nr 8 million og venter på varmtvannet fra kjelleren vs. stå i 8. etasje. Det hjelper lite om dusjen klarer 10 liter per sekund så lenge det tar en uke å få frem varmtvannet.

 

En prosessor koblet med et lagringsmedie med høy transferrate hjelper lite så lenge prosessoren må vente en milliard klokkesykluser før den får de dataene den spør etter. Det blir mye ventetid per instruksjon. Kanskje den gjør et par instruksjoner og må vente en ny milliard klokkesykluser før den får skrevet resultatet en plass og hentet inn nye data fra en annen plass.

[FLarsen]

Med den kapasiteten disken har trenger den ikke å være noe særlig stor. Switchene trenger nødvendigvis ikke å være satt sammen som en disk engang.

 

En cd, dvd, osv leser disken ved flytte laseren frem og tilbake etter hvor på disken den skal lese. Et/to lesehoder kan plasseres for hver sirkel med slike molekyler, og senke latency drastisk.

[Simen1]

Hvis du tenker på en rekke med lesehoder mellom senter av disken og ytterkant så har du fortsatt "rotational latency". Den tiden det tar før disken spinner rundt til akkurat det du skal lese er over lesehodet. Hvis filene hentes tilfeldig vil det i gjennomsnitt ta en halv omdreining av plata før du treffer riktig data. Ved f.eks 10.000 rpm (som er det praktisk høyeste for plastplater) så vil rotational latency være 3.000.000 ns. Sammenlign det med vanlig ram på ca 10ns så ser man at man sliter voldsomt med latency slik jeg forklarte over her.

 

Hvis du mener "uendelig" antall lesehoder i en sirkel langs samme spor så vil rotational latency bli null, men til gjengjeld: Hvordan skal du krympe ringen så den kan lese sporet innenfor? Og sporene helt inn til sentrum?

 

Hvis du kombinerer disse to løsningene og plasserer "uendelig" mange lesehoder tett i tett over hele flaten så vil riktignok latency bli svært lav, men hvor praktisk og økonomisk vil det være med ufattelig mange lesehoder?

 

Kort oppsummert: Av praktiske og økonomiske årsaker kan man ikke ha et utall lesehoder. Dermed sliter alle typer roterende lagringsmedier fortsatt med uhorvelig treg latency. Alt for treg til å kunne brukes som ram.

[FLarsen]

Du har vel et poeng der ja.

 

Men en ting jeg lurer på, magnetfelt, består de av elektroner eller fotoner (tror jeg leste det en plass). Og om det er fotoner, kan UV-lys feks. kunne omdannes til et magnetfelt og tilbake uten elektrisitet?

Hvis det går så må jo skriving kunne funke like raskt ettersom det skrives med magnetfelt og leses med UV-lys.

 

Colossal skriver at de har planer om å bruke teknologien til å bytte ut alt, inkludert ram, sram og dram. Dette må jo nesten være basert på en litt vannfast plan.

 

Men uansett om colossals løsning funker eller ikke så finnes det nok en måte å lagre ting ved hjelp av lys, på under 10ns.

 

Jeg tror nå at optiske kretser vil erstatte elektriske en gang i fremtiden, slik som transistoren erstattet radiorøret.

[Feynman]

Men en ting jeg lurer på, magnetfelt, består de av elektroner eller fotoner (tror jeg leste det en plass).

Et magnetfelt består ikke av noe annet enn det man normalt ville finne i området (f.eks. luft eller silisium). At det er et magnetfelt betyr bare at det virker en magnetisk kraft i området. Det er elektroner som _skaper_ feltet i en elektromagnet. Et magnetfelt er også en av egenskapene til fotoner.

Jeg tror nå at optiske kretser vil erstatte elektriske en gang i fremtiden, slik som transistoren erstattet radiorøret.

5065160[/snapback]

Hva får deg til å tro at optisk er det optimale, og at man i løpet av transistor-epoken ikke utvikler teknologi som er enklere å bedre enn dette?

[834HF42F242]

Jeg tror aldri lys vil ta over strøm. Lys egner seg godt på en ting, og det er å overføre store mengder informasjon over lange avstander på kort tid. Å begynne og utvikle logiske kretser som regner ved hjelp av lys, vil bare være utrolig tungvint. Strøm er kommet for å bli.

Angående dette med mindre og mindre transistorer, gjøres dette fordi en prosessor fungerer raskere på mindre overflate? Vi har jo ikke akkurat plassproblemer lenger...

[Simen1]

Angående dette med mindre og mindre transistorer, gjøres dette fordi en prosessor fungerer raskere på mindre overflate? Vi har jo ikke akkurat plassproblemer lenger...

5091215[/snapback]

Mindre transistorer gir bedre switche-karakteristikk, som igjen kan gi bedre klokkehastigheter. Effektbruken per transistor vil gå litt ned så man kan klokke de litt høyere uten at de blir for varme. Krymping betyr også at man får flere transistorer per wafer slik at produksjonen blir billigere per brikke. Evt. kan man man bruke arealet til andre ting. F.eks mer L2 cache eller andre tillegg som SSEx, 64bit, integrert minnekontroller, flere kjerner på samme brikke osv. Det ligger mye scacks på veikartene til både AMD og Intel når det gjelder ting de ønsker å implementere (og dermed bruke transistorer og areal til).

[834HF42F242]

Meget oppklarende forklaring. Men man kan vel strengt tatt bare lage brikken litt større i overflate for å få plass til større cache?

[Simen1]

Ja. AMD bruker for tiden (90nm) ca 0,4 cm^2 på 1MiB L2 cahce, mens intel pakker det litt bedre sammen og får samme mengde L2 cache inn på ca 0,2 cm^2.

 

Her er et par bilder av kjerner:

Opteron og Athlon64 med 1MiB L2 cache 130nm totalt 193mm^2

Pentium4 Prescott med 1MiB L2 cahce 90nm totalt 112mm^2

De fargede ganske store feltene "flyfoto-åkrene" er L2 cachen.

Endret 2. november 2005 av Simen1