分析：沒(méi)了摩爾定律 芯片開(kāi)發(fā)路在何方

　　摩爾定律失效問(wèn)題雖然并不新鮮，但IBM一位研究員卡爾·安德森(Carl Anderson)最近再次拋出此言論。摩爾定律即將失效。安德森以過(guò)往多個(gè)曾高速增長(cháng)的行業(yè)為例，稱(chēng)每個(gè)行業(yè)的指數級增長(cháng)最終都會(huì )走向終結。

　　安德森認為，研發(fā)方面的驚人費用將成為芯片晶體管繼續增長(cháng)的一個(gè)主要障礙。一般來(lái)說(shuō)，芯片開(kāi)發(fā)和制造動(dòng)不動(dòng)就耗費數十億美元，負擔得起的公司可謂少之又少。

　　如IBM的研發(fā)預算超過(guò)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(wèn)題不是技術(shù)演進(jìn)路標，而是芯片制造的產(chǎn)業(yè)現實(shí)，如今開(kāi)工一家新的工廠(chǎng)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(gè)晶圓(wafer)上制造更多的芯片，也就是降低每片裸片的成本。新的材料和設備的添置 讓工廠(chǎng)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(jìn)入了這樣一個(gè)時(shí)代，所有公司的技術(shù)正在接近光刻工藝的物理極限，所以挑戰相比以往更加艱巨，目前，我們正在尋找能在3到5年內解決這個(gè)挑戰的方法，那些研發(fā)看起來(lái)將會(huì )花費大量成本，且產(chǎn)業(yè)的壓力也比以往更大。”

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

　　事實(shí)上，從1997年，IBM“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(chēng)霸，IBM在半導體芯片領(lǐng)域取得了大量專(zhuān)利，在絕緣硅(SOI)、高k金屬門(mén)(high-k metal gate)、三維芯片堆疊(3D Chip Stacking)，以及空氣縫(Airgap)等是IBM專(zhuān)利獲取最密集的領(lǐng)域，而這也是巨額投入的結果。

　　而那些喜歡動(dòng)畫(huà)和打游戲的玩家，可能是推動(dòng)芯片進(jìn)步的最大動(dòng)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商，為風(fēng)靡世界的Wii游戲機提供了5000萬(wàn)個(gè)處理器。

　　這種芯片以IBM的Power架構為基礎，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、消費電子設備、網(wǎng)絡(luò )、計算機存儲和服務(wù)器等許多應用。

　　但IBM這種定制設計的高性能處理器，最受歡迎的還是在提供個(gè)人化和節能的游戲機領(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(kāi)發(fā)的未來(lái)會(huì )怎樣？安德森認為，沒(méi)了摩爾定律，還有三個(gè)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(shí)下熱門(mén)的技術(shù)，除IBM之外，Nvidia、AMD旗下的ATI部門(mén)，正從這一方向提高科學(xué)計算和動(dòng)畫(huà)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)的應用領(lǐng)域，游戲和動(dòng)畫(huà)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(chǎng)。

　　但影像處理能力成為越來(lái)越重要的指標。技術(shù)研究公司Clabby Analytics的分析師Joe Clabby表示，IBM在刀片基礎架構上嘗試不同類(lèi)型的處理器架構來(lái)滿(mǎn)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(hù)諸如影像公司的青睞。世界范圍內的影像數據處理需求仍會(huì )迅猛增長(cháng)。