سيليكون داكن

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في صناعة الإلكترونيات ، يُقصد بالسيليكون المظلم مقدار الدوائر في الدائرة المتكاملة التي لا يمكن تشغيلها عند جهد التشغيل الاسمي لقيد معين لطاقة التصميم الحراري (TDP).

يفترض مبدأ دينارد أن الترانزستورات كلما صغر حجمها، زادت كفاءتها بما يتناسب مع زيادة عددها في مساحة معينة، إلا أن هذا المبدأ قد انهار في السنوات الأخيرة، ما يعني أن زيادة كفاءة الترانزستورات الأصغر حجمًا لا تتناسب مع زيادة عددها. وقد أدى هذا التوقف في تطبيق مبدأ دينارد إلى زيادات حادة في كثافة الطاقة ، مما يعيق تشغيل جميع الترانزستورات في وقت واحد مع الحفاظ على درجات الحرارة ضمن نطاق التشغيل الآمن. [ 1 ]

اعتبارًا من عام 2011، توقع باحثون من مجموعات مختلفة أن  نسبة السيليكون غير المستخدم قد تصل إلى 50-80% عند استخدام تقنية تصنيع 8 نانومتر [ 2 ] ، وذلك تبعًا لبنية المعالج، وتقنية التبريد، وأحمال العمل التطبيقية. وقد يكون وجود السيليكون غير المستخدم أمرًا لا مفر منه حتى في أحمال عمل الخوادم التي تتميز بوفرة التوازي المتأصل على مستوى طلبات العميل. [ 3 ]

التحديات والفرص

يُثير ظهور السيليكون غير المُستخدم تحدياتٍ عديدة أمام مجتمعات هندسة الرقاقات، وأتمتة تصميم الإلكترونيات (EDA)، والتصميم المشترك للبرمجيات والأجهزة. ومن بين هذه التحديات، كيفية الاستخدام الأمثل للعدد الهائل من الترانزستورات (بما فيها الترانزستورات غير المُستخدمة) عند تصميم وإدارة معالجات متعددة النوى مُدمجة على رقاقة واحدة، تتميز بكفاءة عالية في استهلاك الطاقة ، في ظل قيود الطاقة القصوى والحرارة. وقد بادر مهندسو الرقاقات ببذل جهودٍ حثيثة للاستفادة من السيليكون غير المُستخدم في تصميم بنى معمارية مُخصصة للتطبيقات [ 4 ] وبنى معمارية غنية بالمُسرّعات. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

استكشف الباحثون مؤخرًا كيف يكشف السيليكون غير المستخدم عن تحديات وفرص جديدة لمجتمع تصميم الدوائر الإلكترونية. [ 8 ] وعلى وجه الخصوص، فقد أظهروا مخاوف تتعلق بالحرارة والموثوقية (الأخطاء العابرة والتقادم) وتغيرات التصنيع لمعالجات السيليكون غير المستخدم متعددة النوى.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ تايلور، مايكل ب. (يونيو 2012). "هل السيليكون المظلم مفيد؟ تسخير فرسان نهاية العالم الأربعة للسيليكون المظلم القادم" . مؤتمر أتمتة تصميم DAC 2012 : 1131-1136 .
  2. ↑ إسماعيل زاده، هادي؛ وآخرون . (يونيو 2011). "السيليكون المظلم ونهاية التوسع متعدد النوى" (ملف PDF) . المؤتمر الدولي السنوي الثامن والثلاثون لعام 2011 حول هندسة الحاسوب (ISCA) : 365-376 . 
  3. ↑ هاردفيلاس، نيكوس؛ فردمان، مايكل؛ فلسفي، باباك؛ أيلاماكي، أناستاسيا (2011). "نحو السيليكون المظلم في الخوادم" (ملف PDF) . IEEE Micro . 31 (4): 6. Bibcode : 2011IMicr..31d...6H . doi : 10.1109/MM.2011.77 . ISSN 1937-4143 . S2CID 2765349 .  
  4. ↑ دي دينشين، فلورنت؛ كوم، مارتن (2024). الحساب الخاص بالتطبيقات: الحوسبة المناسبة تمامًا للحاسوب القابل لإعادة التكوين وعصر السيليكون المظلم . سبرينغر. ISBN 978-3-031-42807-4.
  5. ↑ فينكاتيش، غانيش؛ سامبسون، جاك؛ غولدينغ، ناثان؛ غارسيا، ساتورنينو؛ بريكسين، فلاديسلاف؛ لوغو-مارتينيز، خوسيه؛ سوانسون، ستيفن؛ تايلور، مايكل بيدفورد (13 مارس 2010). "وحدات الحفظ: تقليل استهلاك الطاقة في العمليات الحسابية المعقدة" (ملف PDF) . إشعارات ACM SIGPLAN . 45 (3): 205-218 . doi : 10.1145/1735971.1736044 . ISSN 0362-1340 . 
  6. ↑ كونغ، جيسون؛ غودرات، محمد علي؛ جيل، مايكل؛ غريغوريان، بيانا؛ رينمان، غلين (2012-06-03). "دعم معماري لأنظمة الحوسبة الفيزيائية ذات المعالجات المُسرّعة الغنية" . وقائع المؤتمر السنوي التاسع والأربعين لأتمتة التصميم . DAC '12. سان فرانسيسكو، كاليفورنيا: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 843-849 . doi : 10.1145/2228360.2228512 . ISBN  978-1-4503-1199-1. S2CID 15870762 . 
  7. ↑ ليونز، مايكل جيه؛ هيمبستيد، مارك؛ وي، غو-يون؛ بروكس، ديفيد (26 يناير 2012). "مخزن المُسرِّع: إطار عمل للذاكرة المشتركة للأنظمة القائمة على المُسرِّعات" . معاملات ACM في هندسة البرمجيات وتحسين الكود . 8 (4): 48:1–48:22. CiteSeerX 10.1.1.226.994 . doi : 10.1145/2086696.2086727 . ISSN 1544-3566 .  
  8. ↑ شفيق، محمد؛ غارغ، سيدهارث؛ هينكل، يورغ؛ ماركوليسكو، ديانا (2014-06-01). "تحديات أتمتة التصميم الإلكتروني في عصر السيليكون المظلم" . وقائع المؤتمر السنوي الحادي والخمسين لأتمتة التصميم . DAC '14. سان فرانسيسكو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 1-6 . doi : 10.1145/2593069.2593229 . ISBN  978-1-4503-2730-5. S2CID 10686259 .