Ley de Koomey - Koomey's law
La ley de Koomey describe una tendencia en la historia del hardware informático : durante aproximadamente medio siglo, el número de cálculos por julio de energía disipada se duplicó aproximadamente cada 1,57 años. El profesor Jonathan Koomey describió la tendencia en un artículo de 2010 en el que escribió que "con una carga informática fija, la cantidad de batería que necesita se reducirá en un factor de dos cada año y medio".
Esta tendencia había sido notablemente estable desde la década de 1950 ( R 2 de más del 98%). Pero en 2011, Koomey volvió a examinar estos datos y descubrió que después de 2000, la duplicación se redujo a aproximadamente una vez cada 2,6 años. Esto está relacionado con la ralentización de la ley de Moore , la capacidad de construir transistores más pequeños; y el final alrededor de 2005 del escalado de Dennard , la capacidad de construir transistores más pequeños con densidad de potencia constante .
"La diferencia entre estas dos tasas de crecimiento es sustancial. Una duplicación cada año y medio da como resultado un aumento de 100 veces en la eficiencia cada década. Una duplicación cada dos años y medio produce solo un aumento de 16 veces", escribió Koomey.
Trascendencia
Las implicaciones de la ley de Koomey son que la cantidad de batería necesaria para una carga informática fija se reducirá en un factor de 100 cada década. A medida que los dispositivos informáticos se vuelven más pequeños y más móviles, esta tendencia puede ser incluso más importante que las mejoras en la potencia de procesamiento sin procesar para muchas aplicaciones. Además, los costos de energía se están convirtiendo en un factor cada vez mayor en la economía de los centros de datos, lo que aumenta aún más la importancia de la ley de Koomey.
La ralentización de la ley de Koomey tiene implicaciones para el uso de energía en la tecnología de la información y las comunicaciones. Sin embargo, debido a que las computadoras no funcionan a la salida máxima de forma continua, es posible que el efecto de esta desaceleración no se observe durante una década o más. Koomey escribe que "como con cualquier tendencia exponencial, esta eventualmente terminará ... en una década más o menos, el uso de energía estará nuevamente dominado por la energía consumida cuando una computadora está activa. Y esa energía activa seguirá siendo rehén de la física detrás de la desaceleración en la Ley de Moore ".
Historia
Koomey fue el autor principal del artículo de IEEE Annals of the History of Computing que documentó por primera vez la tendencia. Aproximadamente al mismo tiempo, Koomey publicó un artículo breve al respecto en IEEE Spectrum .
Se discute más adelante en el MIT Technology Review , y en un mensaje por Erik Brynjolfsson en el blog "economía de la información", y en The Economist en línea .
La tendencia se conocía anteriormente para los procesadores de señales digitales , y luego se denominó "ley de Gene". El nombre proviene de Gene Frantz, ingeniero eléctrico de Texas Instruments . Frantz había documentado que la disipación de energía en los DSP se había reducido a la mitad cada 18 meses, durante un período de 25 años.
Ralentización y fin de la ley de Koomey
Los últimos estudios indican que la Ley de Koomey se ha ralentizado hasta duplicarse cada 2,6 años. Sin embargo, en 2020, AMD informó que, desde 2014, la compañía ha logrado mejorar la eficiencia de sus procesadores móviles en un factor de 31,7, que es una tasa de duplicación de 1,2 años. En junio de 2020, Koomey respondió al informe, escribiendo: "He revisado los datos y puedo informar que AMD superó la meta de 25 × 20 que estableció en 2014 a través de un diseño mejorado, una optimización superior y un enfoque similar al láser en la eficiencia energética. "
Según la segunda ley de la termodinámica y el principio de Landauer , la computación irreversible no puede seguir siendo más eficiente desde el punto de vista energético para siempre. Suponiendo que la eficiencia energética de la computación continuará duplicándose cada 1,57 años, el límite de Landauer se alcanzará en 2048. Por lo tanto, después de aproximadamente 2048, la ley de Koomey ya no puede mantenerse.
El principio de Landauer, sin embargo, no limita la eficiencia de la computación reversible . Esto, junto con otras tecnologías informáticas "más allá de CMOS", podría permitir avances continuos en la eficiencia.
Ver también
Referencias
Otras lecturas
- Koomey, J .; Naffziger, S. (31 de marzo de 2015), "La ley de Moore podría estar disminuyendo la velocidad, pero no la eficiencia energética" , IEEE Spectrum.
- Denning, Peter J .; Lewis, Ted G. (2017), "Leyes exponenciales del crecimiento informático", Communications of the ACM , 60 : 54–65, doi : 10.1145 / 2976758 , hdl : 10945/59477 , S2CID 1359609.