Quartz 4

TI1 VL 00

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Kapitel 1.1

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Abkürzungen

VLSI
CAD

Alan Turing

Timeline

  • Eindung des Transistors (1947) durch Bardeen, Shockley und Brattain
  • erhielten 1956 den Nobelpreis * LEO (1951): erster Rechner fiir kaufmannische Zwecke * Computergestiitzte Wahlprognose in USA (1952)

  • Erster Magnetspeicher (Forrester, 1953), zuvor Elektronenröhrenspeicher

  • |IBM 650 (1954): in 15 Jahren 1.500mal verkauft * Transistoren auf Silizium (Teal, 1954)

  • TRADIC (1955): erster Transistor-Computer der Bell Labs mit 800 Transistoren

  • Integrierte Schaltungen und MOS (metal oxide semiconductors)

  • PP-8 (DEC, 1965): erster Minicomputer mit kommerziellem Erfolg (20.000 Dollar)

  • Intel 4004 (Hoff, 1971): - Chip, mit Zentraleinheit als wesentlichem Bestandteil - 2.250 Transistoren

  • Altair (Roberts, 1974): Bausatz eines Mikrocomputers für 397 Dollar

Der Computer erreicht die Bevolkerung

  • BASIC fiir Altair (Gates, Allen, 1975)
  • PCs fiir den ,,Massenmarkt“ (1977), z.B. —Apple Il — Radio Shack TRS-80, — Commodore PET
  • VisiCalc (1979): erste kaufmannische Software für PC
  • IBM PC (1981)

Heute

  • ENIAC (von 1946) passt auf einen Chip
  • Laptop entspricht allen Rechnern von 1950

Pentium IV

  • Einführung: November 2000

  • 42 Millionen Transistoren

  • Chip: ca. 2cm? Flache — Takt: 1 - 2 GHz

Pentium Bug

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Core i9-7890XE

  • Einführung: September 2017 fl_ 18 Kerne
  • Etwa 7 Mrd. Transistoren
  • Takt: 2,60 - 4,40 GHz

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Apple M2 Max

  • Einführung: voraussichtlich 2023
  • 12 Kerne
  • 67 Milliarden Transistoren

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Chip von Cerebras

  • Kl-dedizierter
  • Größe eines Tablets
  • 1,2 Billionen Transistoren (1.200.000.000.000)
  • 400.000 Kerne
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Moore‘s Law

Moore sagte selber: „We‘re approaching the size of atoms which is a fundamental barrier […]. We have another 10 to 20 years before we reach a fundamental limit.[…]“ (2005)

Aber: Kein Naturgesetz, sondern eine Prognose dessen, was ökonomisch sinnvoll ist.

Timeline

  • Gordon Moore (1929 — 2023), Mitbegriinder von Intel
  • Stellt Prognose auf:

    • 1968: Verdopplung der Transistordichte alle 12 Monate

    • 1975: Korrektur auf 24 Monate

Ende von Moore’s Law

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Ende des „Dennard Scaling“

  • Dennard Scaling: „Trotz steigender Transistordichte konstanter Energieverbrauch bei gleicher Chipfläche“

    • Kontinuierliche Steigerung der Energieeffizienz

    • Aber: nur gültig bis Ende der 2000er-Jahre

Amdahl’s Law

  • Kgnsequenz: neue Prozessorarchitekturtig
  • Wechsel zu Multicore-Prozessoren
  • Aber: Performance-Gewinn begrenzt
    durch Programmanteil, der nicht
    parallelisiert werden kann (Amdahl’s
    Law)
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More than Moore…

Fehler

Sofware Fehler

  • Ariane 5 (1996) — Uberlauf bei Float zu Integer Konvertierung
  • Mars Climate Orbiter (1999) — metrische und angelsachsische Maßeinheiten

Hardware Fehler

  • Pentium Bug (1994)

  • Meltdown/Spectre (2017)

Pentium Bug

  • Fehler in FP-Unit
    • x = 41953835
    • y = 3145727
    • z = x-(x/y)*y z=256!!
  • Imageverlust
  • 475 Millionen $ Schaden
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Kapitel 1.2

kap12_vlsi_cad-0.pdf

Verifikation → Einmalig
Testen → Für jeden Chip

Comic vom Prof

NŒRDMAN

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Backlinks