摩爾定律已經死了？英特爾說：這是誤導，它活得很好

2020-11-05

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摩爾定律沒有死亡，對於英特爾來說，這可是一個重要的宣言。

上周，在一群科技作者、分析師面前，英特爾展示了圖表和插圖，證明集成電路的電晶體密度仍在健康增長，每2年翻一倍，與50年前英特爾聯合創始人Gordon Moore的預測保持一致。

英特爾試圖傳達一個信號：儘管推出新處理器的方法變了，而且英特爾還從PC處理器分出一部分精力，進入計算機視覺、物聯網等市場，不過公司的熱情並沒有減少，它的目標仍然是在計算領域站在遙遙領先的位置。

英特爾科技與製造集團高級研究員、製程架構與集成主管Mark Bohr在接受採訪時表示：「首先，有許多人在寫文章時斷言摩爾定律已經死亡，我們必須糾正這一誤導信息。

其次，英特爾已經開發出一些很有吸引力的技術……它們不只可以證明摩爾定律活得很好，而且還說明未來我們會在密度、成本效益、能耗方面繼續帶來福利。

」

10-20年前，英特爾晶片的性能大幅提升，雖然摩爾定律仍然有效，但是它與性能提升的關係已經變了。

摩爾定律帶來的好處不再是之前那樣了。

步伐放慢，進步擴大

每推出一款新處理器，英特爾都會遵循2步循環周期，也就是所謂的「Tick -Tock」。

其中的「Tick」就是指摩爾定律生效，英特爾用新的製造工藝縮小單個電晶體的尺寸，在晶片中安裝更多的電晶體。

然後進入「Tock」階段，此時英特爾會推出新架構，處理器運行指令時效率提升，晶片性能進一步提升。

每隔2年英特爾就會經歷一個循環周期。

最近幾年，由於縮小電晶體尺寸的難度變大，2016年，英特爾做出了重大調整。

推出14納米晶片時，英特爾在架構變化之後增加了「Optimization」流程，此時晶片性能獲得適度的提升，增加一些新功能，比如支持4K HDR視頻。

1月份，英特爾再次加入第四步優化流程，循環周期進一步延伸。

10納米製程至少要到2017年下半年才能投入使用，與上一個「Tick」相隔3年，英特爾預計新的「四步流程」將會再次重複。

有了「超微縮」（hyper scaling）技術，晶片的計算能力將會繼續提升，製造工藝的變化卻很小。

在現有「Tick」階段，晶片的表面面積由2個普通邏輯單元構成，如果將面積除以電晶體數量，就會發現處理器的提升速度仍然很快，每2年翻一倍，與摩爾定律保持一致。

Bohr在長達3小時的介紹中表示：「沒錯，花的時間更長了，但是進步也更大了。

」

看起來結論似乎很明顯，為什麼大家沒有早點發現呢？英特爾認為，在半導體製造產業，競爭對手將池中的水攪混了，它們使用的指標有些是無法量化的，又或者轉向新的製造工藝，儘管電晶體尺寸沒有大幅縮小。

如果按照英特爾的標準，它認為競爭對手在電晶體密度方面比英特爾落後3年。

一般來說，晶片製造商會青睞那些看起來漂亮的標準，不過Bohr指出，英特爾採用的方法之前有人已經提出過，它可以得到第三方機構的認可。

Bohr指出：「如果有一家公司不願意按照該標準報告密度，其它公司——包括那些制定逆向工程報告的公司——可以輕易做出必要的測量，製作報告。

」

Gartner分析師Sam Wang也認為英特爾的方法比較公平，至於其它企業會不會追隨，他不是很確定。

Sam Wang認為，英特爾倡導新的評估標準，媒體與分析師先要讓它普及。

Sam Wang還說：「如果所有的製造企業都接受，它就會成為不錯的比較標準。

」

真實世界的摩爾定律

雖然摩爾定律還在繼續發揮作用，不過有一個現實不容否認，英特爾處理器再也無法像過去一樣大步前進了，在「Tick-Tock」循環結束之前就已經這樣了。

Elsevier製作的圖表顯示，大約2003年時處理器計算性能的年增長幅度由52%降到了22%。

英特爾Core i7處理器比前代產品增長15%，即將到來的8代Core i7處理器估計差不多。

20世紀90年代及早期階段，由於製程技術、微架構的創新，晶片處理能力快速提升，儘管如此，在任何特定的性能提升過程中摩爾定律本身並沒有參與進來。

Bohr說：「看看Gordon Moore最初發表的報告，他預測電晶體密度度每2年提高一倍，至於性能，他沒有給出任何描述。

」

強大的處理器才是關鍵所在，難道不是這樣嗎？不盡然。

摩爾定律帶來的真正益處在於單個電晶體的成本以始終如一的速度下降。

正因如此，英特爾可以不斷增加電晶體，藉此提升性能，與此同時不斷降低製造新產品的成本。

雖然英特爾沒有披露單個電晶體的具體成本，不過公司的確表示，目前成本下降的速度與「Tick-Tock」時代是一樣的。

對於今天的英特爾來說，與過去20年附帶出現的性能提升相比，摩爾定律帶來的福利可能更有吸引力。

PC銷售起伏不定，英特爾已經向其它領域進軍，比如可穿戴市場、小型聯網設備市場，它還準備在自動駕駛AI領域與Nvidia競爭。

去年，英特爾與ARM達成交易，用英特爾即將推出的10納米製造製造新晶片。

平板、智慧型手機使用的正是ARM架構。

Bohr指出：「摩爾定律要求提高電晶體密度、降低電晶體成本、改進電晶體性能、降低能耗，它所帶來的優點可以體現在所有產品線上。

不管是伺服器產品、客戶端產品還是低能耗移動產品，都是一樣的。

」

文：小兵手編輯：楊志芳

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