小芯片的诞生让摩尔定律得以延续

在过去,摩尔定律是一个承诺,一个保证;之后,它变成了一项挑战。而现在,摩尔定律诞生 50 年后,它变成了一个幽灵,一个胁迫处理器研究脱离正轨的阴影。

当然,戈登 摩尔从未料到开发会以指数级增长,而数年来一直有人警告称摩尔定律将不再适用。但是由于一种新形式的处理器,硅“小芯片”的诞生,摩尔定律有望再延续一段时间。

摩尔观察到,每年芯片尺寸都会缩小,同时成本会减半,这一时间后来变每 18 个月。2016 年开始,摩尔定律失效,但是工程师仍然努力尽可能贴近 18 个月的周期。

石墨烯和量子位有其局限性

人们一直预计量子计算会使摩尔定律的有效时间延长,并成为计算领域的新范例。量子计算利用量子力学,按量子位发送数据,有望引领加密革命。

不幸的是,虽然石墨烯被视为量子计算的理想材料,但是事实证明,外部对量子环境的影响是很危险的。热、移动、声音和其他交互都可能会损坏量子位,也即量子退相干现象。

这一特点预计会在未来一段时间内使量子计算的发展速度放缓。

小芯片:高科技乐高积木

英特尔、AMD 和五角大楼的研究人员采用模块化方法来设计和销售处理器,他们相信,小芯片的诞生可以让摩尔定律继续有效。小芯片是可以连接在一起的制成硅片。

通过整批生产小芯片,专用 CPU 可以一片片连接起来,满足任何硬件制造商的要求。该方法既能满足终端用户的需求,也能为经销商打开新的销售渠道。

小芯片已经问世

市场上已经存在几款基于小芯片的 CPU,包括含 8 个小芯片的 AMD“Epyc 2”服务器 CPU。Epyc 2 是数年里让 AMD 的服务器市场份额从 1% 增长到 1.6%的首款服务器芯片。

由于抢先发布了基于小芯片的硬件,AMD 自 2003 年 64 位 CPU 发布后首次占据优势,而英特尔仍在为发布自己的产品而奋斗。

Epyc 2 CPU 于 2018 年 11 月发布,基于 Zen 2 微体系结构,在同一个芯片上结合了 7nm 和 14nm 制造技术。AMD 获得专利的互联体系结构的所有组件都按照 Infinity Fabric 标准设计,可确保数据和控制在所有小芯片间正确传输。

自定义计算的未来

由于小芯片的问世,现在可以为极为特殊的任务打造处理器。构造以小芯片组成的 CPU 可以降低数据连接的长度,可能消除重要瓶颈。因此,专门为 CAD 购买的计算机可能会采用专为此任务设计的 CPU,而不是英特尔 Core i5 等多用途 CPU。

同理,服务器流视频数据的 CPU 可能与专为静态网页服务的 CPU 有极大的差异。

由于小芯片技术表面上具有相似规格的机器可能主要用于两种完全不同的用途。展望未来,我们可能会看到不仅有专门处理特定任务的定制设计计算机,而且还有这样的 CPU。

Larry

作者:
Larry Feng

作者简介:

自1995年起,Larry在摩托罗拉半导体(后为飞思卡尔半导体)、亚德诺半导体(ADI)和易络盟电子(Element14)负责亚太区市场推广和在线销售。在为集成电路企业工作过的20多年间,撰写了大量的各类集成电路产品介绍和技术文章、行业分析等,为集成电路企业树立了良好的企业形象和品牌。

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