Лови волну: циклы специализации и стандартизации в микроэлектронике

В 2013 году в статье «Implications of Makimoto’s Wave» Цугио Макимото описал циклы в развитии полупроводниковой индустрии. Волна Макимото — это принцип, который описывает смену направлений в микроэлектронике, когда предпочтения переходят от массовых универсальных решений к узкоспециализированным и затем снова возвращаются.

В 1980-х годах математический сопроцессор был отдельной микросхемой, но со временем FPU стал частью процессора общего назначения. Затем произошел возврат к специализации, как в случае с Google TPU — процессором для матричных вычислений, ускоряющим операции машинного обучения. Подобный переход наблюдается и в FPGA, где помимо стандартных ячеек программируемой логики появились DSP-ячейки, блочная память и специализированные процессоры, как в архитектуре VLIW (например, AMD Versal).

Макимото назвал период с 2017 по 2027 годы «десятилетием гибкой суперинтеграции» компонентов, предсказывая значительные изменения в технологии. Он утверждал, что в будущем произойдет стандартизация типов ускорителей, интеграция ячеек FPGA в системы на кристалле и переход к универсальной энергонезависимой памяти, которая заменит текущие виды памяти на кристалле.

Больше материалов про спецпроцессоры читайте в подборке Петра Советова, специалиста в области разработки DSL-компиляторов и старшего научного сотрудника лаборатории специализированных вычислительных систем РТУ МИРЭА.