黄灯停不停?摩尔定律骑虎难下遇尴尬

服务器 芯片
毋庸置疑摩尔定律的曾经给我们带来过辉煌的历史——因为对摩尔定律的坚守,人们才不断刷新着创造的极限,形成了IT产业近几十年的辉煌。摩尔定律让名不见经传的英特尔成长为影响整个IT发展的科技巨头,更让人们的理想逐渐变为现实,同时摩尔定律也在手机、平板等领域不断得到验证。

当价格不变时,积体电路上可容纳的电晶体数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍;或者说,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18个月翻两倍以上。——戈登·摩尔

黄灯亮了停不停?这是近来问的最多的问题。笔者则认为黄灯不妨就停下,以前人们开车见黄灯往往加速冲过路口,黄灯停下则能够将危险扼杀在萌芽。对于40多年来一直敦促着IT科技进步的摩尔定律来说,如今也到了骑虎难下的位置,摩尔定律是否也到遇到了前进中的黄灯?

 

[[60018]]

毋庸置疑摩尔定律的曾经给我们带来过辉煌的历史——因为对摩尔定律的坚守,人们才不断刷新着创造的极限,形成了IT产业近几十年的辉煌。摩尔定律让名不见经传的英特尔成长为影响整个IT发展的科技巨头,更让人们的理想逐渐变为现实,同时摩尔定律也在手机、平板等领域不断得到验证。

 

然而近年来随着芯片技术的放缓,笔者认为是时候静下心来仔细看待摩尔定律的问题了,人们是否还有必要坚守摩尔定律?

 

[[60019]]
处理器

首先我们从技术上看。摩尔定律在技术方面如今面临着更大的挑战,随着硅片上线路密度的增加,其复杂性和差错率也将呈指数增长,芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限,摩尔定律存在着技术极限。

在经济方面看,由于对摩尔定律的坚持,那么在资金投入方面的花费则是巨大的,随着工艺的难度上升投入的资金会逐渐加大,而与之相反的是收益方面则是呈现递减,而当研发资金达到一定费用的时候,甚至会超过收益,这也大大增加了研究的难度。

***是人们需求方面,随着发展,现有的技术与产品性能已经能够满足人们的需求,高性能不再是人们追求的最重要的要素,人们开始关注低功耗、高节能等方面的发展。

编辑总结:技术、经济和需求等因素制约摩尔定律的发展,摩尔定律的坚持受到质疑,碰到了发展道路上的黄灯,那么这些困难是否无法克服呢?

#p#

制约一:技术有极限急需新工艺

摩尔定律作为半导体行业的黄金法则,在技术方面已被多次挑战,但技术进步也使得这一法则继续前进。

英特尔从当初的4004处理器的0.74MHz,到酷睿i7的3.5GH在,英特尔不断刷新着频率的极限。为了提高效率降低功耗,英特尔又转向多核心多线程处理器研发。多核多线程技术成为英特尔主要发展方向。这些都是摩尔定律的促进作用!

 

[[60020]]
英特尔处理器

多年来,英特尔一直依靠着新工艺和新技术维持摩尔定律的延续。英特尔进入到了65、45、32纳米时代。然而在14nm工艺节点上很有可能发生更大的变化,摩尔定律再次遇到挑战。

比利时微电子研究中心IMEC总裁范登霍夫表示,芯片制造商现在就需要为14nm节点选择合适的制作工艺,之前每代工艺升级带来的性能能够带来30%提升,而14nm工艺带来的性能提升可能只有典型值的一半。

而且最重要的是芯片单位面积上可集成的元件数量会达到极限,这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化,致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作,英特尔如果要延续摩尔定律,那么势必需要研究新的工艺架构!

#p#

制约二:经济有制约追求无价值

经济价值往往是对科技发展有着巨大的推动作用,即使如英特尔这样的巨头,如果在新研发的技术中不能攫取价值,那么也不会做无谓的研发。

 

[[60021]]
英特尔加工厂

目前建一座芯片厂至少需要20-30亿美元,而且线条尺寸缩小到0.1微米时将猛增至100亿美元,比建一座核电站投资还大。这种费用已经使越来越多的芯片厂商退出了发展的行列。

即使如英特尔这样的巨头,花费如此巨大的资金投入而为了追求性能的提高并也不具有实际的意义,而且随着摩尔定律的收益会随着工艺的难度上升而递减,同时技术难度却会迅速上升。

根据知名调研公司iSuppli的说法,摩尔定律很可能在2014年达到极限,芯片制造的成本越来越高,可能是导致摩尔定律失效的***威胁。当芯片工艺从20纳米向18纳米进军时,半导体的工艺技术将达到芯片制造的极限,半导体制造商就会发现制造工具将会过于昂贵,不具备批量生产的可能,摩尔定律将不再推动半导体的生产。

目前英特尔公司将要转向28纳米生产工艺,一些公司已经发现芯片制造开始变得代价高昂,AMD公司甚至可能会因为制造成本问题最终将新芯片业务拆分出去。一些不景气的制造商面临着倒闭的风险,因为他们不能投入巨额资金更新自己的生产设备。

#p#

制约三:ARM协低功耗强势来袭

科技的发展,给用户带来了更多的技术享受,然后随着技术的达到一定的高度,人们的对产品的关注点已经开始转移,高性能不再是人们追求的最重要的要素,人们开始关注低功耗、高效能等方面的发展。

 

黄灯停不停?摩尔定律骑虎难下遇尴尬
ARM处理器

几十年来,计算机行业的发展一直遵循能预测计算能力提高速度的摩尔定律,但如今低功耗、高效能已经是全世界都关注的问题了,尤其是在服务器领域。

服务器消耗了大量电能,数据中心一般放在世界各地的偏僻地区,因为那里气温较低。移动设备的迅速发展也意味着对服务器的需求增加。人们开始尝试改变服务器的设计方式,不应局限于消耗大量能源的大型数据中心。

ARM处理器是对英特尔***的挑战,与微软的合作,让ARM最终出现在PC领域,而且在去年也发布了面向服务器领导的64位架构处理器。PC或服务器厂商多了ARM这样一个选择。这种竞争环境很好,因为供应商在价格方面有竞争,更重要的是,他们被迫保持创新。

ARM架构中没有内在因素妨碍性能的提高。ARM以前在手机中获得了大量机会,你不希望手机拥有超高性能,因为它会更耗电,这也为其在未来数据中心的应用提供了更好的基础。

当前有很多人已经认为没有必要去不断追求更强大的性能,高效能的ARM才是未来的发展方式,摩尔定律不需要再重要。

#p#

综合分析:摩尔定律是否有延续的意思?

三大因素可以说制约着摩尔定律的延续。然而,也有人从不同的角度来看问题。有人也认为,摩尔定律实际上是关于人类信念的定律,他实际上是给了人们一种信念,让大家相信发展趋势一定会持续。

 

[[60023]]
处理器发展

未来对摩尔定律的延续,英特尔及一些厂商可以说一直做着这方面的努力。从90纳米到62纳米、45纳米、32纳米……;从单核到四核,到如今的8核或者未来更多的核心,英特尔也一直为延续摩尔定律做着努力.如今的3D晶体管技术也是为了更好的延续摩尔定律而推出的。

IBM在碳纳米管芯片制造技术取得了重大突破,这一突破被认为是在下个十年中拯救摩尔定律的希望之一。

除了有所突破的IBM碳纳米管技术外,石墨烯和一种标准硅晶体管也有望成为摩尔定律的拯救者,这两种新材料也正在被科学家用来突破半导体技术的瓶颈。

总结:摩尔定律对整个世界意义深远。然而延续的摩尔定律的最根本的目的还是为了给用户带来更好地应用,让用户得到更好的应用体验。如果用户不能从中得到更好应用体验的话,摩尔定律延续的意义将大打折扣,随着技术、经济与人们需求的改变,人们不妨冷静家来,放弃对摩尔定律的坚守,可能是现在***的选择。

责任编辑:路途 来源: zol
相关推荐

2015-05-13 09:58:23

摩尔定律

2010-05-05 09:46:03

NVIDIA摩尔定律

2009-03-10 11:14:59

2011-05-19 09:06:51

2013-05-14 09:12:01

Intel摩尔定律工艺制程

2010-02-01 10:30:09

摩尔定律“电子自转”

2015-06-29 09:14:00

云计算摩尔定律失效

2021-03-12 10:23:02

芯片半导体技术

2012-12-11 10:35:20

2010-04-13 09:56:45

32纳米摩尔定律

2013-01-29 09:35:36

芯片英特尔CPU

2015-03-04 17:24:46

2012-05-17 13:38:17

2013-03-28 09:29:11

英特尔CEO贝瑞特

2010-03-22 14:43:54

摩尔定律

2012-09-26 09:57:49

摩尔定律苹果处理器

2009-04-11 18:02:32

多核服务器IBM

2009-05-25 10:02:47

SanDisk摩尔定律失效

2012-04-11 15:54:57

IDF2012
点赞
收藏

51CTO技术栈公众号