从摩尔定律到伊鲁姆定律：电力约束与生产率放缓

核心观点

本文研究了面积和功率限制如何限制信息技术使用行业可用的电子设计。文章建立了一个增长模型，其中新组合的产出取决于电子元件的组合，而这些组合并非总是物理上可行的。一个重要的例子是暗硅，其中功率和冷却限制阻止了芯片上所有晶体管同时运行。

模型设定

• 模型将新芯片设计视为满足特定大小和功率效率约束的电子元件的组合。
• 企业可以生产任何满足这两个约束的设计。
• 随着研究人员放宽这些约束，更多设计变得可行，并可以作为专业品种进行生产。
• 增加品种提高了生产力，遵循 Romer (1990) 的观点。

均衡增长路径

• 文章表明存在一个均衡增长路径 (BGP)，并且在一定条件下该 BGP 是唯一的。
• 在 BGP 中，指定电子功能的面积和功率需求以相同的速率下降。
• 它们的比率是恒定的，因为研究响应于 whichever 约束更紧。

功率限制对生产力的影响

• 文章表明，当功率效率研究变得更加困难时，总研究就业和生产力增长都会下降。
• 这是因为更难的问题占据了较小研究队伍中更大的份额；该活动中研究人员的人数不必增加。
• 持续的小型化并不能完全弥补这一损失，因为功率限制阻止了使用许多新小型化设计。

Eroom 定律

• 文章构建了一个局部均衡转换，将 Dennard 定律的结束与 Eroom 定律联系起来。
• 在足够小的冲击下，总研究就业暂时超过冲击前的水平，而生产力增长低于其以前的速率。
• 这是因为新小型化研究人员进入，而现有的功率研究项目正在下放。
• 最终，均衡收敛到新的 BGP，其研究就业和生产力增长都较低。

研究结论

• 本文提供了一个机制，说明 Dennard 定律的结束如何导致生产力放缓。
• 研究结果表明，功率限制是导致生产力增长放缓的重要因素。
• Eroom 定律可以通过研究就业的渐进调整出现，这为 Eroom 定律提供了一个局部均衡机制。