戈登·摩爾斯人已逝，摩爾定律未完待續(xù)

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編 輯：一位天明

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據(jù)英特爾、戈登與貝蒂·摩爾基金會（Gordon and Betty Moore Foundation）消息，當?shù)貢r間2023年3月24日，英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾博士（Gordon Earle Moore）在夏威夷的家中逝世，享年94歲。據(jù)基金會報道，他于2023年3月24日星期五在家人的陪伴下在夏威夷的家中平靜地去世。

相信對大多數(shù)人來說，無論是「戈登·摩爾」還是「仙童半導體（Fairchild Semiconductor、飛兆半導體）聯(lián)合創(chuàng)始人」「英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人」這幾個稱呼都有些陌生。但只要你對計算機科學稍有了解，相信一定聽過著名的「摩爾定律」。沒錯，被現(xiàn)代無數(shù)自媒體瘋狂挪用的「摩爾定律」，就由戈登·摩爾在1965年提出。

很顯然，簡單地用「提出摩爾定律」來形容戈登·摩爾是非常不準確的。拋開慈善與環(huán)保事業(yè)不提，戈登·摩爾在計算機科學領域也有著突出的貢獻：他與羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）、朱利亞斯·布蘭克（Julius Blank）、尤金·克萊爾（Eugene Kleiner）、金·赫爾尼（Jean Hoerni）、杰·拉斯特（Jay Last）、謝爾頓·羅伯特茨（Sheldon Roberts）和維克多·格里尼克（Victor Grinich）共同創(chuàng)立的仙童半導體不僅是美國計算機領域的「黃埔軍校」，同時還奠定了硅谷的基礎。

今天，我們不妨回顧一下戈登·摩爾究竟從什么角度引領著計算機科學的發(fā)展。

1929年1月3日，戈登·摩爾出生于美國加利福利亞州舊金山，后在圣荷西州立大學就讀并取得理學學士學位。1950在加州大學伯克利分校獲得化學學士學位，1954年在加州理工學院獲得化學博士學位。

從取得博士學位后，戈登·摩爾加入了同樣畢業(yè)于加州理工學院的威廉·肖克利（William Bradford Shockley Jr.）領導的肖克利半導體實驗室。值得一提的是，威廉·肖克利被譽為晶體管之父，并因共同發(fā)明了晶體管獲得了1956年的諾貝爾物理獎。但由于威廉·肖克利「怪異的行為與管理方式」，八位科學家決定共同離開肖克利實驗室，并在紐約仙童攝影器材公司的資助下于1957年創(chuàng)辦了仙童半導體公司。

圖片來源：Intel

仙童半導體初期主要研究和生產晶體管，他們首次商用制造硅晶體管，同時也率先推出了商業(yè)化生產集成電路的方法。毫不夸張地說，這家由于「勞資不和」而誕生的半導體公司，以一己之力奠定了現(xiàn)代計算機科學的發(fā)展，同時也奠定了「硅谷」在半導體行業(yè)的領先地位。

1965年，戈登·摩爾受邀為《電子學》雜志寫了一篇行業(yè)觀察報告，總結并評估了當時集成電路的發(fā)展速度，提出「每個新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個芯片的產生都是在前一個芯片產生后的18-24個月內」的現(xiàn)象，并將其歸納為「摩爾定律」，此時英特爾甚至還沒有成立，開天辟地的Intel 4004微處理器更是無從談起。

不過在1968年，戈登·摩爾就和羅伯特·諾伊斯、安迪·格羅夫一同創(chuàng)辦了一家以集成電子（Integrated Electronics）為命名靈感的半導體公司。沒錯，這個名字取了兩個單詞開頭合并而來的新企業(yè)，就叫現(xiàn)在大家熟知的Intel英特爾。

1971年11月，英特爾推出了第一款商用微處理器——Intel 4004。這款至今仍出現(xiàn)在教科書中的微處理器最早是英特爾為一家生產電子計算器的日本公司設計的。1972年，英特爾推出了世界上第一款八位處理器Intel 8008；1974年，英特爾推出了4004的升級版Intel 4040。

圖片來源：Intel

就在Intel 4040推出后的第二年，根據(jù)英特爾產品的實際狀況，對10年前的「摩爾定律1.0」做出了更新：

接下來的10年里，集成電路上的晶體管每兩年翻一番。

到這里不知道大家有沒有發(fā)現(xiàn)一個細節(jié)：摩爾定律并不是60年前一句話到現(xiàn)在還管用。實際上摩爾定律每次的「有效期」只有10年，只不過每次預測都以10年為單位而已。而現(xiàn)在大家所熟悉的「18個月性能翻倍」版本，其實由時任英特爾CEO大衛(wèi)·豪斯（David House）提出。

盡管最新版本的摩爾定律跟戈登·摩爾已經沒有太大關系了，但從某種程度上看，摩爾定律的說法確實也影響著芯片行業(yè)的發(fā)展。

很多人可能誤以為摩爾定律里還有什么物理定律或是研究思路，實際上都沒有，這一切都只是對未來半導體芯片發(fā)展所做出的一個預測。雖然僅僅是一個預測，但是這個預測是戈登·摩爾說出來的，作為當時的半導體領軍人物，從業(yè)者下意識地相信并跟隨這一定律——在18個月內，一定要讓性能翻倍。在當時，摩爾定律就像一個行業(yè)準則，規(guī)定了芯片提升的「下限」。

但如果現(xiàn)在企業(yè)已經有讓性能提升300%的技術呢？或者直白地說，萬一有人把摩爾定律當作芯片提升的「上限」，即使有更強大的升級，也要等到一年半之后再放出呢？比如在去年的NVIDIA發(fā)布會上，英偉達的CEO黃仁勛直言「摩爾定律已死」，往后的芯片性能不會再遵循這個定律。

當然了，現(xiàn)代技術日新月異，摩爾定律終歸會有「死去」的一天，作為一個發(fā)展預測而存在的摩爾定律并不像萬有引力方程式那樣難以推翻，甚至物理定律也在隨著人類對世界的認知而在不停改變，隨著硅芯片的發(fā)展走到盡頭，那么就是摩爾定律「死去」的時候。

圖片來源：Intel

但硅芯片走到頭了嗎？至少現(xiàn)在還沒有，比如英偉達所使用的芯片制程是臺積電的5nm工藝，而下一代制程3nm即將進入商用階段。那么英特爾呢？在堅持了多年的14nm后，英特爾成功轉入10nm，距離硅芯片的盡頭「1nm」也還有不少的距離，至少在可以預見的未來5年到10年里，硅芯片都還有一定的發(fā)展空間。

而且，從業(yè)者也在試圖用其它方法提升處理器的晶體管數(shù)量，傳統(tǒng)的硅芯片是單層結構，所有晶體管都鋪設在一層硅晶體上，那么是否可以通過增加層數(shù)來讓芯片在面積不變的情況下增加晶體管數(shù)量呢？這只是其中一條思路，為了保持摩爾定律的有效性，行業(yè)一直在尋求新的發(fā)展方向。

至少從目前的半導體行業(yè)發(fā)展看來，摩爾定律仍然有效，甚至黃仁勛實際上也認可這一點，但是為何黃仁勛要說摩爾定律已死？很簡單，黃仁勛認為未來的芯片性能會繼續(xù)增加，即使不再是兩年翻倍，三年或者四年也必定可以實現(xiàn)翻倍的目標，但是隨著芯片制造成本的增加，未來的芯片售價不會再跟隨摩爾定律而下降。

圖片來源：Intel

當然了，作為「摩爾定律」的發(fā)源地，英特爾在2022年就身體力行地用自己的產品反駁了NVIDIA的看法。在十三代酷睿處理器的發(fā)布會上，英特爾的CEO帕特·基辛格直球回擊：

我知道大家都在爭論「摩爾定律」是否死了？

我的答案是：沒有。

從英特爾的角度來看，摩爾定律還遠沒有到死亡的時候，它仍在堅定地指導著半導體行業(yè)的前進與發(fā)展。

盡管以英特爾、英偉達為首的兩大陣營就摩爾定律正鬧得不可開交，但值得慶幸的是，從今年英特爾13代酷睿移動端處理器和英偉達RTX40系移動端的表現(xiàn)來看，雙方都還是站到了用戶體驗這一側。照這么看，盡管提出摩爾定律的戈登·摩爾博士已經離去，摩爾定律在未來依舊會作為芯片發(fā)展進步的「行業(yè)保證」一直陪伴著我們。