Microsoft CTO: ‘Wet van Moore is dood, maar niet voor IoT’

Rekenintensieve toepassingen zoals AI duwen tegen de limieten van de capaciteiten van hedendaagse microchips aan, zodat het einde van de Wet van Moore in zicht is. Voor IoT geldt die beperking vooralsnog niet, zodat we volgens Microsoft-CTO Kevin Scott kunnen uitkijken naar talrijke snelle verbeteringen.

De Wet van Moore wordt al een aantal jaren zowat wekelijks voor dood verklaard. Kevin Scott, de CTO van Microsoft, spreekt nu op het Geekwire cloud-event ook over het einde van ’s werelds bekendste microchipregel. Scott maakt wel een interessante nuance: hoewel high-end workloads niet meer kunnen profiteren van een tweejaarlijkse verdubbeling van de rekenkracht, is Moore nog wel springlevend in de wereld van IoT.

Dennard scaling

Het verschil is technisch van aard. Scott haalt de beperkingen van ‘Dennard (of MOSFET) scaling’ aan. Dennard is de basis van Moores wet. De regel zegt dat transistors iedere twee jaren halveren in formaat en bijgevolg dezelfde prestaties neerzetten aan de helft van het energieverbruik. Dat impliceert dat je voor een gegeven voltage iedere generatie het aantal transistors kan verdubbelen. Omdat het voltage niet hoeft mee te schalen met de capaciteit, blijft ook de geproduceerde warmte constant en kan een microchip dus krachtiger zijn dan zijn voorganger.

Vandaag zit chipproductie op silicium echter tegen zijn limieten aan. MOSFET scaling is niet meer van toepassing aan de bovenkant van het spectrum. “We hebben een punt bereikt waarop de verbeteringen in siliciumchips niet meer zo nuttig zijn als toen Dennard scaling nog werkelijkheid was”, aldus Scott. De timing daarvoor is onfortuinlijk.

“De tragere vooruitgang komt er op een punt waarop AI-workloads en machine learning verbluffende resultaten neerleggen. De capaciteiten van dit nieuw type workload zijn bijna rechtstreeks evenredig met de hoeveelheid rekenkracht die je er tegenaan kan gooien.” Scott verwacht ondanks de minder snelle vooruitgang in transistordensiteit en rekenkracht per gegeven voltage, dat de capaciteiten van nieuwe AI-algoritmes ons desalniettemin zullen verbluffen in de nabije toekomst.

Moore en IoT

Wat de CTO zegt is niet nieuw. Opvallender is het interessante onderscheid dat hij maakt met de andere kant van het spectrum: IoT. Waar AI-algoritmes getraind worden met wat in essentie HPC-systemen met de nieuwste technologie zijn, maakt IoT gebruik van budgetvriendelijkere chips. “De mogelijkheden daar versnellen wel aangezien Moore’s Law in dit veld nog wel van toepassing is.” Het klinkt misschien tegenstrijdig dat de wet tegelijkertijd levend en dood kan zijn, maar dat is het niet.

“Het gros van de betaalbare IoT-microcontrollers wordt gebouwd met budgetvriendelijke chips die gebruik maken van oudere bakprocedés”, verduidelijkt Scott. De weg naar meer dichtheid en meer prestaties voor hetzelfde geld ligt hier nog open. “We mogen nog uitkijken naar een drietal verdubbelingen in termen van prijs-prestatie”, voorspelt hij.

Feedbackloop

Scott ziet in de nabije toekomst een wereld die meer dan ooit verbonden is met meer sensoren en krachtigere IoT-toepassingen dan ooit tevoren. “Wanneer die verbonden zijn met achterliggende AI-feedbackloops worden er plots zaken mogelijk in termen van slimme industriële bediening of home automation, die nu nog als sciencefiction klinken.”

Ondanks de dood van Moore aan de hoge kant van het spectrum, ziet Scott de oude wet dus nog volop zijn stempel drukken op de komende jaren van ontwikkeling, zeker op het vlak van AI en machine learning. Bovendien spreekt hij nog niet van die andere belangrijke ontwikkeling: de opkomst van doelgerichte accelerators die Moore omzeilen en workloads eenvoudiger en zuiniger draaien dankzij doelgericht chipdesign.

Gerelateerd: Moore’s Law voorbij: is accelerated computing de toekomst?