幾家芯片制造商和無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司正在芯片工藝制程上互相競(jìng)爭(zhēng),，開(kāi)發(fā) 3nm和2nm的下一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)工藝與芯片,，但將這些技術(shù)投入批量生產(chǎn)既昂貴又困難,。
巨頭之間的競(jìng)爭(zhēng)提出新的問(wèn)題，這些新節(jié)點(diǎn)投入量產(chǎn)究竟需要多長(zhǎng)時(shí)間,，為什么需要這些新的節(jié)點(diǎn)工藝,。
遷移到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)確實(shí)可以提升性能并減少功耗和面積（PPA），但這已不再是實(shí)現(xiàn)PPA的唯一方法,。實(shí)際上,，縮小特性對(duì)PPA的好處可能不如最小化系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)移動(dòng)多。由于設(shè)備是為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,，因此需要考慮的因素有許多,，例如不同類型的高級(jí)封裝、硬件和軟件更緊密集成以及處理不同數(shù)據(jù)類型和功能的混合處理元件,。
隨著越來(lái)越多的設(shè)備連接在一起，越來(lái)越多可用程序的出現(xiàn),，我們看到數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),，還看到了完全不同的工作負(fù)載，隨著數(shù)據(jù)和不同使用模型的不斷發(fā)展,，可以預(yù)計(jì)未來(lái)的工作負(fù)載會(huì)有更多變化,。英特爾副總裁設(shè)計(jì)支持部總經(jīng)理加里·巴頓（Gary Patton）在SEMI最近召開(kāi)的先進(jìn)半導(dǎo)體制造大會(huì)的一次主題演講中表示：”這種數(shù)據(jù)演進(jìn)正在推動(dòng)硬件革命,，對(duì)計(jì)算的需要也與以往不同。技術(shù)節(jié)點(diǎn)向前演進(jìn)是絕對(duì)的,，但這還不夠,，我們還需要解決系統(tǒng)級(jí)的異構(gòu)集成，工藝技術(shù)設(shè)計(jì)的協(xié)同優(yōu)化,、軟硬件之間的優(yōu)化,，更重要地，需要持續(xù)推動(dòng)人工智能和新的計(jì)算技術(shù),?！?/p>
因此，盡管晶體管水平性能仍然是一個(gè)重要因素,，但在從前沿來(lái)看,，它只是眾多因素中的一個(gè)，不過(guò)至少在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)里,，這依然是最大的芯片制造商不愿意放棄或讓步的競(jìng)爭(zhēng),。三星最近披露了關(guān)于其即將推出3nm工藝的更多細(xì)節(jié)，該工藝基于下一代晶體管類型,，稱為全柵極（GAA）FET,。本月，IBM開(kāi)發(fā)了一種基于GAA-FET的2nm芯片,。另外,，臺(tái)積電正在開(kāi)發(fā)3nm和2nm，英特爾也在開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的工藝,，所有這些公司都在開(kāi)發(fā)一種稱之為納米片F(xiàn)ET的GAA FET,，其性能優(yōu)于當(dāng)今的FinFET晶體管，但也更難制造,、更加昂貴,。
圖1：平面晶體管與FinFET以及GAA FET，來(lái)源：Lam Research
預(yù)計(jì)3nm的生產(chǎn)將于2022年中開(kāi)始,，2nm的生產(chǎn)將在2023年或2024年之前完成,，因此業(yè)界需要為這些技術(shù)做好準(zhǔn)備。不過(guò)目前的情況令人疑惑,，關(guān)于新節(jié)點(diǎn)和新功能的官方公告并不完全像它們看起來(lái)的那樣,。一方面，行業(yè)繼續(xù)在不同的節(jié)點(diǎn)上使用傳統(tǒng)的編號(hào)方案,，但術(shù)語(yǔ)并沒(méi)有真正反映出哪家公司領(lǐng)先,，另一方面，芯片制造商在所謂的3nm節(jié)點(diǎn)上朝著不同的方向發(fā)展，并不是所有3nm技術(shù)都一樣,。
這樣做的好處是每個(gè)新節(jié)點(diǎn)都是特定應(yīng)用,。在過(guò)去的幾個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)中，晶體管密度提升正在放緩,，且性價(jià)比在不斷下降,，而且很少有公司能夠負(fù)擔(dān)得起僅基于最新節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造能力。另一方面,，開(kāi)發(fā)這些工藝的成本飛漲,，配備先進(jìn)晶圓廠的成本也在飛速增長(zhǎng)。如今,，三星和臺(tái)積電是僅有的兩家能夠制造7nm和5nm芯片的供應(yīng)商,。
此后，晶體管結(jié)構(gòu)開(kāi)始發(fā)生變化,。三星和臺(tái)積電正基于當(dāng)今的FinFET生產(chǎn)7nm和5nm的芯片,，三星將轉(zhuǎn)向3nm的納米片F(xiàn)ET，英特爾也在開(kāi)發(fā)GAA技術(shù),，臺(tái)積電計(jì)劃將FinFET擴(kuò)展到3nm,，然后在2024年左右遷移到2nm納米片F(xiàn)ET。
IBM也正在開(kāi)發(fā)使用納米片的芯片,，但是該公司已經(jīng)幾年沒(méi)有生產(chǎn)自己的芯片了,，目前將其生產(chǎn)外包給三星。
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逐漸混淆的工藝節(jié)點(diǎn)命名規(guī)則
近十年來(lái)集成電路行業(yè)一直試圖跟上摩爾定律,，力爭(zhēng)每18到24個(gè)月芯片中的晶體管密度翻一番,。晶體管就像芯片中的開(kāi)關(guān)一樣，由源極,、漏極和柵極組成,。在具體功能實(shí)現(xiàn)中，電子從源極流向漏極,，并由柵極控制,。有些芯片在同一個(gè)設(shè)備中有數(shù)十億個(gè)晶體管。
盡管非常艱難,，芯片制造商還是以18到24個(gè)月的周期推出了一種晶體管密度更高的新工藝技術(shù),，從而降低每個(gè)晶體管的成本。以這種節(jié)點(diǎn)節(jié)奏,，芯片制造商將晶體管的規(guī)格擴(kuò)展了0.7倍,，從而使該行業(yè)在同等功率的情況下提供40%的性能提升和50%的面積縮減，這個(gè)公式催生了快而新且功能更豐富的芯片,。
每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)數(shù)字標(biāo)識(shí),。幾年前,，節(jié)點(diǎn)的命名基于一個(gè)關(guān)鍵晶體管指標(biāo)，即柵極長(zhǎng)度,。”例如,，基于0.5微米技術(shù)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的晶體管,，柵極長(zhǎng)度就是0.5微米“，Lam Research大學(xué)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Nerissa Draeger解釋說(shuō),。
隨著時(shí)間的推進(jìn),，柵極長(zhǎng)度縮放速度變慢，并在某些時(shí)候,，它與相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)名稱并不匹配,。Draeger說(shuō)：”多年來(lái)，技術(shù)節(jié)點(diǎn)的定義不斷發(fā)展,，現(xiàn)在被認(rèn)為更像是一個(gè)世代的名字,，而不是任何關(guān)鍵維度的衡量標(biāo)準(zhǔn)“，Draeger說(shuō),。
一段時(shí)間以來(lái),，節(jié)點(diǎn)名稱已經(jīng)成為純粹的營(yíng)銷名稱。例如,，5nm是當(dāng)今最先進(jìn)的工藝,，但5nm的規(guī)格還沒(méi)有達(dá)成一致，3nm,、2nm等也是如此,，當(dāng)供應(yīng)商對(duì)節(jié)點(diǎn)使用不同的定義時(shí)，就更讓人困惑了,。英特爾正以10nm工藝生產(chǎn)芯片,，這大致相當(dāng)于臺(tái)積電和三星的7nm工藝。
多年來(lái),，供應(yīng)商或多或少地遵循國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖（ITRS）定義晶體管微縮規(guī)格,。2015年，ITRS的工作被叫停,，業(yè)界只能自己定義規(guī)格,。取而代之的是，IEEE實(shí)施了設(shè)備和系統(tǒng)的國(guó)際路線圖（IRDS）,，該路線圖的重點(diǎn)是延續(xù)摩爾定律（More Moore）和超越摩爾定律（More Than Moore）,。
Draeger說(shuō)：”不變的是，我們期望節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展能夠帶來(lái)更好設(shè)備性能,，更高的電源效率和更少的制造成本,?！?/p>
這并非易事，多年來(lái),，供應(yīng)商一直使用傳統(tǒng)的平面晶體管來(lái)開(kāi)發(fā)芯片,，但這一結(jié)構(gòu)在10年前的20nm處就已經(jīng)觸礁。平面晶體管仍用于28nm / 22nm及以上的芯片制造,，但業(yè)界需要一種新的解決方案,，這也就是為什么英特爾在2011年推出了22nm的FinFET，晶圓制造廠緊隨其后推出了16nm / 14nm的FinFET,。在FinFET中,，電流的控制是通過(guò)在Fin的三個(gè)邊的每個(gè)邊上實(shí)現(xiàn)一個(gè)柵極來(lái)完成的。
FinFET使業(yè)界能夠繼續(xù)進(jìn)行芯片微縮,，但它們也更復(fù)雜,、功能更小，導(dǎo)致設(shè)計(jì)成本不斷攀升,。根據(jù)IBS首席執(zhí)行官漢德?tīng)枴き偹梗℉andel Jones）的說(shuō)法,，設(shè)計(jì)一款”主流“ 7nm芯片的成本為2.17億美元，而設(shè)計(jì)一款28nm芯片的成本為4000萬(wàn)美元,。在這種情況下,，成本是在一項(xiàng)技術(shù)投產(chǎn)后的兩年或兩年以上后確定的。
7nm及以下,，靜態(tài)泄漏再次成為問(wèn)題,，功率和性能效益也開(kāi)始減少。現(xiàn)在,，性能提升在15％到20％的范圍內(nèi),。
在制造方面，F(xiàn)inFET需要更復(fù)雜的工藝,、新材料和不同的設(shè)備,。這反過(guò)來(lái)又會(huì)提高制造成本?！比绻惆?5nm和5nm進(jìn)行比較,，今天我們會(huì)看到晶圓成本增加了5倍。這是由于所需處理步驟增加所致“,，TEL America副總裁兼副總經(jīng)理本·拉特薩克（Ben Rathsack）說(shuō),。
隨著時(shí)間的推移，擁有生產(chǎn)尖端芯片資源或能夠看到其價(jià)值的公司越來(lái)越少,。如今,，GlobalFoundries、三星,、中芯國(guó)際,、臺(tái)積電,、UMC和英特爾正在生產(chǎn)16nm/14nm的芯片（英特爾稱之為22nm）。但只有三星和臺(tái)積電有能力制造7nm和5nm的芯片,。英特爾仍在開(kāi)發(fā)7nm及更高版本,，中芯國(guó)際也在開(kāi)發(fā)7nm。
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從FinFET轉(zhuǎn)向納米片
在3nm及以下時(shí),，微縮變得更加困難,。開(kāi)發(fā)可靠且符合規(guī)范的低功耗芯片面臨一些挑戰(zhàn)。此外,，IBS的數(shù)據(jù)顯示，開(kāi)發(fā)主流3nm芯片設(shè)計(jì)的成本高達(dá)5.9億美元,，而5nm器件的成本為4.16億美元,。
在制造方面，代工廠的客戶可以在3nm走兩條不同的路,，但同樣要面臨艱難的選擇和各種權(quán)衡,。
臺(tái)積電計(jì)劃通過(guò)縮小5nm FinFET的尺寸來(lái)將FinFET擴(kuò)展到3nm，盡可能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫過(guò)渡,。IBS的瓊斯說(shuō)：” TSMC計(jì)劃在2022年第三季度為蘋果公司提供3nm FinFET的量產(chǎn),，計(jì)劃在2023年實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算?！?/p>
不過(guò),，這是一項(xiàng)短期策略。當(dāng)鰭片寬度達(dá)到5nm（等于3nm節(jié)點(diǎn)）時(shí),，F(xiàn)inFET將接近實(shí)際極限,。根據(jù)新的IDRS文件，3nm節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于16nm至18nm的柵極長(zhǎng)度,，45nm的柵極間距和30nm的金屬間距,。相比之下，5nm節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于18nm至20nm的柵極長(zhǎng)度,，48nm的柵極間距和32nm的金屬間距,。
一旦FinFET碰壁，芯片制造商將遷移到納米片F(xiàn)ET,。三星從一開(kāi)始就采用3nm的納米片F(xiàn)ET,，根據(jù)IBS的數(shù)據(jù)，該產(chǎn)品定于2022年第四季度實(shí)現(xiàn)生產(chǎn),。
IBS還稱,，臺(tái)積電計(jì)劃在2024年推出2nm的納米片F(xiàn)ET。英特爾也在開(kāi)發(fā)GAA,。多家無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司正在研究3nm和2nm器件,，蘋果等公司計(jì)劃將該技術(shù)用于下一代器件,。
納米片F(xiàn)ET是從FinFET進(jìn)化而來(lái)的。在納米片中,，來(lái)自FinFET的鰭被放在其側(cè)面,，然后被分成單獨(dú)的水平片。片與片之間形成通道,。第一納米片F(xiàn)ET將可能具有3個(gè)左右的片,，用一扇門包裹著所有的薄片或通道。
納米片在結(jié)構(gòu)的四個(gè)側(cè)面上實(shí)現(xiàn)了柵極,，比FinFET能夠更好地控制電流,。Leti的高級(jí)集成工程師Sylvain Barraud說(shuō)：”除了具有更好的柵極控制能力（與FinFET相比）以外，GAA堆疊的納米片F(xiàn)ET還具有更高的有效溝道寬度,，從而提供了更高的DC性能,。“
相對(duì)于FinFET,，納米片F(xiàn)ET還具有其他優(yōu)勢(shì),。在FinFET中，器件的帶寬被量化,，這影響了設(shè)計(jì)的靈活性,。在納米片中，IC供應(yīng)商有能力改變晶體管中片的寬度,。例如,，具有更寬薄片的納米片提供了更多的驅(qū)動(dòng)電流和性能。窄的納米片具有較小的驅(qū)動(dòng)電流,，但占用的面積較小,。
”寬范圍的可變納米片寬度提供了更大的設(shè)計(jì)靈活性，對(duì)于FinFET來(lái)說(shuō)由于鰭片數(shù)量不連續(xù),，更加靈活的設(shè)計(jì)性是不可能的,。最后，由于使用不同的功函數(shù)金屬,，GAA技術(shù)還提出了多種閾值電壓特性“,， Barraud說(shuō)。
首批3nm器件開(kāi)始以早期測(cè)試芯片的形式出現(xiàn),，在最近的一次活動(dòng)中,，三星披露了基于3nm納米片技術(shù)的6T SRAM的開(kāi)發(fā)。這個(gè)設(shè)備解決了一個(gè)主要問(wèn)題,，SRAM微縮了器件的面積,，但同時(shí)也增加了位線（BL）電阻。作為響應(yīng),，三星將自適應(yīng)雙BL和電池供電輔助電路集成到SRAM中,。
三星研究員Taejoong Song在論文中說(shuō)：”提出了一種全能的SRAM設(shè)計(jì)技術(shù),，該技術(shù)可以在功耗、性能和面積之外,，更自由地提高SRAM容限,。此外，提出了SRAM輔助方案來(lái)克服金屬電阻,，從而最大限度地提高了GAA器件的優(yōu)勢(shì),。“
同時(shí),，IBM最近展示了一種處于測(cè)試階段的2nm芯片,。該器件基于納米片F(xiàn)ET，可以集成多達(dá)500億個(gè)晶體管,，每個(gè)晶體管由三個(gè)納米片組成,，每個(gè)納米片的寬度為14nm，高度為5nm,。總的來(lái)說(shuō),，該晶體管具有44nm的接觸多晶硅間距和12nm的柵極長(zhǎng)度,。
IBM仍在研發(fā)中，目標(biāo)是在2024年推出該芯片,。但在任何節(jié)點(diǎn)上,，納米片器件在投入生產(chǎn)之前都面臨若干挑戰(zhàn)。IBM混合云研究副總裁Mukesh Khare說(shuō)：”挑戰(zhàn)的數(shù)量沒(méi)有限制,。我想說(shuō)最大的挑戰(zhàn)包括泄漏,。如何降低功率？當(dāng)薄板厚度為5nm且通道長(zhǎng)度為12nm時(shí),，如何提高小尺寸的性能,？如何在2nm內(nèi)獲得合理的RC效益？最后,，芯片必須優(yōu)于先前的節(jié)點(diǎn),。“
制造納米片F(xiàn)ET是困難的,?！痹谌荛T納米片/納米線中，我們必須在看不見(jiàn)的結(jié)構(gòu)下進(jìn)行處理,，而在該結(jié)構(gòu)下進(jìn)行測(cè)量更具挑戰(zhàn)性,。這將是一個(gè)更加困難的過(guò)渡，“ Lam Research計(jì)算產(chǎn)品副總裁David Fried說(shuō),。
在工藝流程中,，納米片F(xiàn)ET首先在襯底上形成超晶格結(jié)構(gòu),，外延工具在襯底上沉積硅鍺（SiGe）和硅（Si）的交替層。
這需要極端的過(guò)程控制,?！睂?duì)每一對(duì)Si / SiGe的厚度和成分進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，這些參數(shù)是器件性能和量產(chǎn)良率的關(guān)鍵,?！?Bruker產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)Lior Levin說(shuō)?！?/p>
下一步是在超晶格結(jié)構(gòu)中開(kāi)發(fā)微小的垂直鰭片,。然后，形成內(nèi)墊片,，形成源極/漏極,，接著進(jìn)行溝道釋放工藝。柵極被開(kāi)發(fā)出來(lái),，形成納米片F(xiàn)ET,。
圖2：堆疊納米片F(xiàn)ET的工藝流程。資料來(lái)源：Leti/半導(dǎo)體工程
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晶體管微縮競(jìng)爭(zhēng)之外,，異構(gòu)集成
競(jìng)爭(zhēng)同樣激烈
晶體管微縮只是方程式的一部分,。伴隨晶體管未做競(jìng)爭(zhēng)的持續(xù)，異構(gòu)集成方面的競(jìng)爭(zhēng)也同樣激烈,，許多最先進(jìn)的架構(gòu)不僅包含在單個(gè)制程節(jié)點(diǎn)上開(kāi)發(fā)單片芯片,，還包含許多處理元件，包括一些高度專用的元件和不同類型的存儲(chǔ)器,。
英特爾的巴頓說(shuō)：“分布式計(jì)算正在推動(dòng)另一個(gè)趨勢(shì),，即越來(lái)越多特定領(lǐng)域的體系結(jié)構(gòu)。我們看到的另一個(gè)趨勢(shì)是從整體上分解出特定領(lǐng)域的體系結(jié)構(gòu),，主要由人工智能驅(qū)動(dòng),，并且為提高效率而量身定制?！?/p>
將復(fù)雜模塊集成到一個(gè)封裝中的先進(jìn)封裝方式正在發(fā)揮作用,。“現(xiàn)在,，封裝創(chuàng)新開(kāi)始在提高產(chǎn)品性能方面發(fā)揮更大的作用,。”巴頓說(shuō),。
“從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的性能,、功率和面積肯定涉及到更多因素，” Arm公司技術(shù)副總裁兼專家Peter Greenhalgh說(shuō)：“如果世界僅依靠晶圓廠來(lái)獲得全部收益，您將非常失望,。Arm提供了一種LEGO設(shè)計(jì),。該樂(lè)高積木被添加到其他樂(lè)高積木中，以構(gòu)建一個(gè)非常有趣的芯片,。有許多昂貴的方法可以做到這一點(diǎn),，但也將在一定程度上實(shí)現(xiàn)商品化和協(xié)調(diào)化?！?/p>
向異構(gòu)架構(gòu)過(guò)渡的同時(shí),，還擴(kuò)展了邊緣范圍，涵蓋了從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到各種級(jí)別的服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)的所有方面,，以及Google,、阿里巴巴、AWS和Apple等系統(tǒng)公司將設(shè)計(jì)自己的硬件,，以優(yōu)化龐大數(shù)據(jù)中心內(nèi)部特定數(shù)據(jù)流,。這掀起了狂熱的芯片設(shè)計(jì)活動(dòng)，將定制和非定制硬件,，非標(biāo)準(zhǔn)程序包以及各種方法（例如內(nèi)存和近內(nèi)存處理）結(jié)合在一起,，這些方法過(guò)去從未獲得過(guò)廣泛的關(guān)注。它還著重于如何對(duì)處理進(jìn)行分區(qū),，哪些組件和流程需要在微體系結(jié)構(gòu)中確定優(yōu)先級(jí),，以及基于特定異構(gòu)設(shè)計(jì)的各種組件的最佳工藝節(jié)點(diǎn)是什么。
Greenhalgh說(shuō)：“視頻加速就是一個(gè)很好的例子,。如果您是一家云服務(wù)器公司，并且要進(jìn)行大量的視頻解碼和編碼,，那么您就不想在CPU上這樣做,。您要在其中放置視頻加速器。這是一個(gè)范式轉(zhuǎn)變,?！?/p>
因此，存有更多不同種類的處理器元件,，還有一些擴(kuò)展是現(xiàn)有處理器核心的開(kāi)發(fā),。
Synopsys的高級(jí)市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理Rich Collins表示：“我們一直有能力通過(guò)添加自定義指令或連接自定義加速器擴(kuò)展架構(gòu)（用于ARC處理器）。現(xiàn)在的不同之處在于,，越來(lái)越多的客戶正在利用這一優(yōu)勢(shì),。人工智能是一個(gè)時(shí)髦的詞，它意味著很多不同的東西,，在這個(gè)術(shù)語(yǔ)后面,，我們看到了很多變化，越來(lái)越多的公司在標(biāo)準(zhǔn)處理器上添加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎,?！?/p>
這些變化不僅僅是技術(shù)上的,，也需要芯片公司內(nèi)部做成一些改變。從各種工程師團(tuán)隊(duì)的組成到公司本身的結(jié)構(gòu),。
英飛凌汽車高級(jí)副總裁Shawn Slusser表示：“過(guò)去,，你會(huì)發(fā)明一堆產(chǎn)品，將它們放在一堆數(shù)據(jù)手冊(cè)中,，然后人們會(huì)嘗試找到它們,。由于設(shè)備的復(fù)雜性和使用壽命，這種方法不再見(jiàn)效?，F(xiàn)在,，我們正在研究一種更像是半導(dǎo)體超級(jí)市場(chǎng)的模型。如果你想將現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界聯(lián)系起來(lái),，那么一切都可以在同一個(gè)地方得到,，包括產(chǎn)品、人員和專業(yè)知識(shí),?！?/p>
較大的公司一直在內(nèi)部發(fā)展這種專業(yè)模式，這在蘋果的M1芯片中很明顯,。M1是使用臺(tái)積電的5nm工藝開(kāi)發(fā)的,，它集成了Arm V8內(nèi)核、GPU,、自定義微體系結(jié)構(gòu),、神經(jīng)引擎和圖像信號(hào)處理器，所有這些都集成在一個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝中,。盡管該設(shè)計(jì)的性能可能不如使用標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)基準(zhǔn)的其他芯片那樣出色,，但運(yùn)行Apple應(yīng)用程序的性能和功耗方面的改進(jìn)顯而易見(jiàn)。
根據(jù)行業(yè)估計(jì),，截至今天已有約200家公司正在開(kāi)發(fā)或已經(jīng)開(kāi)發(fā)出加速器芯片,，其中有多少能存活還不得而知，最終走向解體是不可避免的,。在邊緣,，汽車、安全系統(tǒng),、機(jī)器人,、AR / VR甚至智能手機(jī)生成的數(shù)據(jù)太多，無(wú)法將所有數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行處理,。它花費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng),，并且需要太多的功耗、內(nèi)存和帶寬。很多數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行預(yù)處理,，硬件處理這些數(shù)據(jù)的優(yōu)化程度越高,，電池壽命就越長(zhǎng)、功耗也就越低,。
這就是為什么風(fēng)險(xiǎn)投資在過(guò)去幾年中一直向硬件初創(chuàng)公司投入資金的原因,。在接下來(lái)的12到24個(gè)月內(nèi)，預(yù)計(jì)該領(lǐng)域投資將顯著減少,。
Flex Logix首席執(zhí)行官Geoff Tate表示：“合理推斷,，隨著公司進(jìn)入市場(chǎng)并與客戶互動(dòng)，這一窗口將開(kāi)始關(guān)閉,。在接下來(lái)的12個(gè)月中,，投資者將開(kāi)始獲得真正的數(shù)據(jù)，看看哪種架構(gòu)真正獲勝,。在過(guò)去的幾年里,，誰(shuí)擁有最好的PPT是關(guān)鍵?？蛻魧⒓铀僖暈檫\(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的必要條件,，對(duì)于模型來(lái)說(shuō)，它將運(yùn)行多快,，需要多少功率以及要花費(fèi)多少成本,？他們將依據(jù)這些條件選出最適合自己比賽或符合條件的模型?！?/p>
設(shè)計(jì)也在云端發(fā)生變化,。在云計(jì)算中，更快的處理以及準(zhǔn)確確定處理地點(diǎn)的能力可能會(huì)對(duì)能效以及數(shù)據(jù)中心的容量產(chǎn)生重大影響,。例如,，不只是將DRAM連接到一顆芯片上，DRAM還可以在許多服務(wù)器之間共享,，從而使工作負(fù)載可以分布在更多計(jì)算機(jī)上,。這不僅為負(fù)載平衡提供了更高的粒度,，而且還提供了散熱的方式,，從而減少了對(duì)冷卻的需求，并有助于延長(zhǎng)服務(wù)器的使用壽命,。
Rambus資深研究員,、發(fā)明家史蒂文·伍（Steven Woo）說(shuō)：“其中一些數(shù)據(jù)中心中有成千上萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，全球有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)中心?，F(xiàn)在,，你得想辦法將它們捆綁在一起。有一些新技術(shù)即將問(wèn)世。一種是DDR5,，它具有更高的電源效率,，更遙遠(yuǎn)一點(diǎn)的是Compute Express Link（CXL）。長(zhǎng)期以來(lái),，能夠放入服務(wù)器的內(nèi)存量是有限的,，但現(xiàn)在由于能夠在云中執(zhí)行更多工作并租用虛擬機(jī)，工作負(fù)載的范圍要大得多,。CXL使你能夠在系統(tǒng)中擁有基本配置,，還可以擴(kuò)展可用的內(nèi)存帶寬和容量。因此,，現(xiàn)在你可以突然支持比以前更大范圍的工作負(fù)載,。”
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結(jié)論
爭(zhēng)奪更加先進(jìn)的幾個(gè)制程節(jié)點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)仍在繼續(xù),。剩下的問(wèn)題是,，當(dāng)公司可以通過(guò)其他方式獲得足夠的收益時(shí)，哪些公司愿意花時(shí)間和金錢在這些節(jié)點(diǎn)上開(kāi)發(fā)芯片,。
不同市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)和動(dòng)態(tài)正在迫使芯片制造商評(píng)估如何以最大的投資回報(bào)率來(lái)最好地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)機(jī)會(huì),，在某些情況下，這可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出開(kāi)發(fā)先進(jìn)芯片的成本,。實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)有很多選擇,，到達(dá)同一目標(biāo)的方法通常也不止一種。
