當(dāng)臺(tái)積電與三星都已經(jīng)積極將制程推移至7 納米時(shí),業(yè)界一面看著半導(dǎo)體巨擘比劃技術(shù)武力,,一面擔(dān)憂著摩爾定律的未來(lái),。《MIT Technology Review》就以一篇「摩爾定律已死,,接下來(lái)怎么辦?」文章,探討摩爾定律未來(lái),。
看看你身旁的手機(jī)App、電玩,、電子表格與精準(zhǔn)的天氣預(yù)報(bào),,這些都只是電腦芯片效能過(guò)去50 年來(lái)以指數(shù)性成長(zhǎng)、愈加可靠下,,改變?nèi)藗兩畹囊恍├?。不過(guò),幾年后,,科技公司要為人們生活帶來(lái)新的先進(jìn)電腦應(yīng)用,,可能必須花更多的力氣。
因?yàn)?,不斷將更多的電晶體塞到一個(gè)芯片中的摩爾定律一直為電腦運(yùn)算能力精進(jìn)提供豐足的原料,。如今,摩爾定律卻面臨了放緩至停止的困境,。對(duì)此,,密西根大學(xué)助理教授Thomas Wenisch 就說(shuō),我們要問(wèn)的是,,這會(huì)對(duì)移動(dòng)裝置,、資料中心、無(wú)人駕駛車等領(lǐng)域造成影響嗎,?而他認(rèn)為,,會(huì)有影響的,只是影響的時(shí)間不同而已,。
英特爾10 納米制程延期 摩爾定律岌岌可危
摩爾定律(Moore's Law)這個(gè)名字源自于英特爾的共同創(chuàng)辦人Gordon Moore,,他在1965 年觀察到電晶體的微縮速度很快,幾乎每一年能塞到芯片里的電晶體就會(huì)加倍,到了1975 年,,這個(gè)速度調(diào)整成每?jī)赡暝黾右槐丁?/p>
隨著英特爾主導(dǎo)著技術(shù),,整個(gè)芯片業(yè)界都努力延續(xù)摩爾定律的生命,而電腦業(yè)界更是為這些持續(xù)增加的電晶體找到許多應(yīng)用,。不過(guò),,英特爾卻將其10 奈??米的制程從2016 年推遲至2017 年,并且決定延長(zhǎng)未來(lái)制程推進(jìn)的時(shí)間,。意味著包括英特爾在內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)多年來(lái)維系著摩爾定律的技術(shù)藍(lán)圖,,如今已宣告破滅。而英特爾更是預(yù)測(cè),,電晶體的微縮只能再撐個(gè)5 年,。
Thomas Wenisch 猜測(cè),放在我們口袋里的電腦裝置,,應(yīng)該比起其他電腦裝置更受到此事影響,。因?yàn)樾袆?dòng)裝置的芯片多由英特爾以外的公司提供,而他們的電晶體技術(shù)多半落后英特爾一點(diǎn),。此外,,行動(dòng)裝置的處理器也沒完全用上制作更強(qiáng)大處理器所需的芯片設(shè)計(jì)技術(shù)。
「用于行動(dòng)裝置上的芯片可能也就只剩一到兩個(gè)世代的進(jìn)展,?!筎homas Wenisch 直說(shuō)。
然而,,比起摩爾定律走到盡頭對(duì)行動(dòng)裝置的沖擊,,真正賦予行動(dòng)裝置能量的功臣──資料中心,可能會(huì)對(duì)摩爾定律發(fā)展限制更為頭痛,。像是Google 與微軟,,都是每一代最先進(jìn)制程芯片的積極采用者。
摩爾定律走進(jìn)尾聲 半導(dǎo)體公司如何技術(shù)突破
Thomas Wenisch 指出,,像主導(dǎo)伺服器芯片的英特爾這樣的公司,,他們的大客戶未來(lái)必須走向更為創(chuàng)新之路。未來(lái),,要能持續(xù)拓增運(yùn)算能力的方法,,包含了努力改善芯片的設(shè)計(jì),以及制造特別為加速重要演算法設(shè)計(jì)的芯片,。而以更強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)方法──深層學(xué)習(xí)(deep learning)發(fā)展為例,對(duì)矽(芯片)的強(qiáng)勁需求似乎已是不能忽略的,。包括繪圖芯片公司Nvidia 與多家新創(chuàng)公司都在往這個(gè)方向發(fā)展,。
而微軟與英特爾也正嘗試在可程式邏輯閘陣列芯片(FPGAs)上編寫程式,獲取更大效能。英特爾2015 年花了近170 億美元收購(gòu)FPGAs 領(lǐng)導(dǎo)公司Altera,,并打算將其技術(shù)利用在資料中心上,。
Lawrence Berkeley National Laboratory 副主任Horst Simon 表示,具全球最強(qiáng)大計(jì)算功能機(jī)器顯然已經(jīng)受到摩爾定律正逐漸落日影響,,這點(diǎn)從全世界頂級(jí)超級(jí)電腦增強(qiáng)的速度不若以往就能看出,。
「我們可以從過(guò)去3 年中觀察到停滯的狀況?!笻orst Simon 說(shuō),。這對(duì)于像是了解氣候變遷、開發(fā)電池新材料與超級(jí)導(dǎo)體,,以及精進(jìn)藥物設(shè)計(jì)一類,,需仰賴超級(jí)電腦的計(jì)畫來(lái)說(shuō),可不是一項(xiàng)好消息,。
Horst Simon 分析,,隨著電晶體密度的發(fā)展來(lái)到高原期,將會(huì)激起重新設(shè)計(jì)電腦基礎(chǔ)架構(gòu)的興趣,,特別是超級(jí)電腦與資料中心,。拋棄從1940 年代以來(lái)一些設(shè)計(jì)方式,將能增進(jìn)更多效能,。然而,,要能利用上述的優(yōu)勢(shì),還必須重新思考許多軟體的設(shè)計(jì),,同時(shí)將沖擊編碼者過(guò)去的習(xí)慣,。
MIT Sloan School 助理教授Neil Thompson 指出,無(wú)論你有興趣的電腦是哪一種,,關(guān)鍵的問(wèn)題出在這些電腦運(yùn)算公司還能走的創(chuàng)意大道,,是否能提供像摩爾定律這樣的回報(bào),或是這種規(guī)模的影響力,。
其他的創(chuàng)意方式可能無(wú)法與摩爾定律匹敵的一項(xiàng)原因就是,,失去了產(chǎn)業(yè)共同跟隨的一股節(jié)奏,讓業(yè)界的產(chǎn)品與研發(fā)計(jì)畫都同步進(jìn)行下,,這些公司未來(lái)要能以一種復(fù)雜的新方式合作,。
Neil Thompson 說(shuō),摩爾定律最大的好處就是做為一項(xiàng)協(xié)作機(jī)制,,業(yè)內(nèi)的公司知道每?jī)赡?,芯片運(yùn)算能力就會(huì)有多少進(jìn)展,進(jìn)而知道自家公司可以發(fā)展什么樣的功能,,若我是英特爾,,我就知道業(yè)界都以下一代芯片運(yùn)算能力為基準(zhǔn)開發(fā)產(chǎn)品,,當(dāng)然就能預(yù)期新一代芯片肯定有市場(chǎng)。
少了這種由摩爾定律帶來(lái)的共同節(jié)奏,,公司間擁有共同強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)進(jìn)且相互合作,,以及各種公司都受惠于最先進(jìn)運(yùn)算能力的場(chǎng)景,未來(lái)可能都將沒有那么常見了,。