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分析:沒了摩爾定律 芯片開發(fā)路在何方

作者:孫琎 時間:2009-04-16 來源:第一財經(jīng)日報 收藏

  失效問題雖然并不新鮮,但一位研究員卡爾·安德森(Carl Anderson)最近再次拋出此言論。即將失效。安德森以過往多個曾高速增長的行業(yè)為例,稱每個行業(yè)的指數(shù)級增長最終都會走向終結(jié)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/93512.htm

  安德森認為,研發(fā)方面的驚人費用將成為晶體管繼續(xù)增長的一個主要障礙。一般來說,開發(fā)和制造動不動就耗費數(shù)十億美元,負擔得起的公司可謂少之又少。

  如的研發(fā)預(yù)算超過60億美元,3000名以上工程師組成核心研發(fā)團隊,還要多達10倍以上的工程技術(shù)人員。

  目前的問題不是技術(shù)演進路標,而是制造的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實,如今開工一家新的工廠需要投入30億美元。

  而芯片公司的財務(wù)健康與否取決于如何在每個晶圓(wafer)上制造更多的芯片,也就是降低每片裸片的成本。新的材料和設(shè)備的添置 讓工廠成本在金融危機的當下難以承受。

  Micron存儲業(yè)務(wù)副主席Brian Shirley認為:“我們目前進入了這樣一個時代,所有公司的技術(shù)正在接近光刻工藝的物理極限,所以挑戰(zhàn)相比以往更加艱巨,目前,我們正在尋找能在3到5年內(nèi)解決這個挑戰(zhàn)的方法,那些研發(fā)看起來將會花費大量成本,且產(chǎn)業(yè)的壓力也比以往更大。”

  向物理極限挑戰(zhàn)的研究和開發(fā)的不菲花費,讓安德森相信,晶體管將有可能再繼續(xù)保持一兩代的指數(shù)級增長,但這只是就最尖端的芯片而言,例如多核心微處理器。但更多的設(shè)計師發(fā)現(xiàn),日常的應(yīng)用程序不需要最新的芯片設(shè)計。

  事實上,從1997年,“深藍”超級計算機擊敗了國際象棋冠軍卡斯帕羅夫,到十年后游戲領(lǐng)域的稱霸,IBM在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域取得了大量專利,在絕緣硅(SOI)、高k金屬門(high-k metal gate)、三維芯片堆疊(3D Chip Stacking),以及空氣縫(Airgap)等是IBM專利獲取最密集的領(lǐng)域,而這也是巨額投入的結(jié)果。

  而那些喜歡動畫和打游戲的玩家,可能是推動芯片進步的最大動力。目前,IBM可謂是游戲機處理芯片的王者,截至3月,IBM作為任天堂的處理器供應(yīng)商,為風靡世界的Wii游戲機提供了5000萬個處理器。

  這種芯片以IBM的Power架構(gòu)為基礎(chǔ),采用了IBM的硅絕緣體技術(shù)。這種硅絕緣體技術(shù)可改善芯片性能和減少耗電量?;贗BM Power架構(gòu)和硅絕緣體技術(shù)的微處理器可用于包括游戲、消費電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、計算機存儲和服務(wù)器等許多應(yīng)用。

  但IBM這種定制設(shè)計的高性能處理器,最受歡迎的還是在提供個人化和節(jié)能的游戲機領(lǐng)域。IBM還在為索尼PS3、微軟的XBOX360游戲機等生產(chǎn)芯片。

  芯片開發(fā)的未來會怎樣?安德森認為,沒了,還有三個出路:光學(xué)互聯(lián)(optical interconnects)、3D芯片以及基于加速器的處理技術(shù)。

  基于加速器的處理技術(shù)是時下熱門的技術(shù),除IBM之外,Nvidia、AMD旗下的ATI部門,正從這一方向提高科學(xué)計算和動畫軟件的運行速度。英特爾也將于今年末或明年初推出可以用作“加速器”的Larrabee芯片。而這些新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,游戲和動畫是第一試驗田。

  在游戲領(lǐng)域取得成功后,IBM一直希望將自己的Cell芯片不僅僅用于游戲機,高性能處理Cell應(yīng)用領(lǐng)域被延伸至石油探勘、氣象模擬、生命科學(xué)等運算市場。

  但影像處理能力成為越來越重要的指標。技術(shù)研究公司Clabby Analytics的分析師Joe Clabby表示,IBM在刀片基礎(chǔ)架構(gòu)上嘗試不同類型的處理器架構(gòu)來滿足不同計算需求。而使用Cell處理器的刀片服務(wù)器最好的領(lǐng)域是獲得有成像需求的用戶諸如影像公司的青睞。世界范圍內(nèi)的影像數(shù)據(jù)處理需求仍會迅猛增長。



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