文|雷科技
摩爾定律死了嗎?
這個(gè)問題并不新鮮，早在數(shù)年前，甚至十年前就已經(jīng)有人喊出“摩爾定律已死”的口號(hào)，這個(gè)統(tǒng)治半導(dǎo)體領(lǐng)域數(shù)十年的定律，似乎正在走向壽命的終末。
雖然關(guān)于摩爾定律的爭(zhēng)論一直在持續(xù)，但是除了行業(yè)內(nèi)人士外，鮮少有人去關(guān)注這個(gè)問題，直到英特爾與英偉達(dá)在9月份的一場(chǎng)爭(zhēng)論，讓這個(gè)行業(yè)內(nèi)的話題再次得到了廣泛的關(guān)注。在新一代顯卡的發(fā)布會(huì)上，英偉達(dá)的CEO黃仁勛直言“摩爾定律已死”，往后的芯片性能不會(huì)再遵循這個(gè)定律。
不管英偉達(dá)是為了讓自己的顯卡漲價(jià)顯得理所應(yīng)當(dāng)還是真的認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)到頭，作為摩爾定律堅(jiān)定維護(hù)者的英特爾顯然是無(wú)法視而不見的。很快，在十三代酷睿處理器的發(fā)布會(huì)上，英特爾的CEO帕特·基辛格直球回?fù)簦骸拔抑来蠹叶荚跔?zhēng)論‘摩爾定律’是否死了?我的答案是：沒有”。
隨著英特爾與英偉達(dá)兩大巨頭的針鋒相對(duì)，一場(chǎng)圍繞摩爾定律的爭(zhēng)論也在行業(yè)內(nèi)再次爆發(fā)，除了支持與反對(duì)者，還有相當(dāng)部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為摩爾定律雖然還沒“死去”，但是已經(jīng)衰退，而且我們應(yīng)該尋找新的定律去取代他。
摩爾定律死不死，真的重要嗎?為何兩大巨頭要為此爭(zhēng)論不休?
半導(dǎo)體行業(yè)的指路人
聊到摩爾定律，我們首先要了解這個(gè)定律的提出者——戈登·摩爾，摩爾定律的名字本身也是取自他的名字。戈登·摩爾在提出摩爾定律時(shí)是仙童半導(dǎo)體研究所的負(fù)責(zé)人，后來他有了另一個(gè)身份：英特爾的聯(lián)合創(chuàng)始人。
仙童半導(dǎo)體研究所，作為硅谷上世紀(jì)最著名的半導(dǎo)體研究所，從中走出來的人影響著今后數(shù)十年的半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展，可以說沒有仙童半導(dǎo)體，我們現(xiàn)在所熟知的一切或許都要晚上十年甚至二十年才能面世。
從仙童半導(dǎo)體在走出來的員工，先后成立了AMD、英特爾、賽靈思等你耳熟能詳?shù)钠髽I(yè)，都由仙童半導(dǎo)體離職員工創(chuàng)立，而與仙童半導(dǎo)體有淵源的半導(dǎo)體企業(yè)超過百家，這樣一家頂級(jí)半導(dǎo)體研究所的負(fù)責(zé)人，戈登·摩爾毫無(wú)疑問就是當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)頭人之一。
摩爾定律其實(shí)是一整篇論文所濃縮而成的一句話，在剛剛發(fā)布時(shí)是：“集成電路芯片可容納的晶體管數(shù)量，每隔12個(gè)月便會(huì)增加一倍，微處理器的性能提高一倍，或價(jià)格下降一半”?；蛟S這與大家常看到的版本不同，實(shí)際上，在后續(xù)的時(shí)間里摩爾定律經(jīng)過了數(shù)次的修改，將時(shí)間從12個(gè)月改為18-24個(gè)月，也就是目前最常見的版本。
在接下來的數(shù)十年時(shí)間里，摩爾定律都成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的核心定律之一，一直引領(lǐng)著半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步?；蛟S有人疑惑，不就是一句對(duì)未來發(fā)展的預(yù)測(cè)嗎?為何能夠有如此重要的作用?
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(shí)際上都沒有，僅僅是戈登·摩爾基于當(dāng)時(shí)的半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展，對(duì)未來半導(dǎo)體芯片發(fā)展所做出的一個(gè)預(yù)測(cè)。雖然僅僅是一個(gè)預(yù)測(cè)，但是這個(gè)預(yù)測(cè)是戈登·摩爾說出來的，作為當(dāng)時(shí)的半導(dǎo)體領(lǐng)軍人物，從業(yè)者下意識(shí)的相信并跟隨這一定律。
你可以認(rèn)為這是信仰的力量，也可以認(rèn)為是摩爾定律為半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究指出了前進(jìn)方向，至少在摩爾定律誕生的20年里，從業(yè)者們相信并且確實(shí)的推動(dòng)著半導(dǎo)體芯片的發(fā)展，并且確實(shí)的在按照摩爾定律的預(yù)測(cè)，在每一個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)都滿足了摩爾定律。
延續(xù)著這一定律，半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展速度遠(yuǎn)超其它行業(yè)，10年前還需要一個(gè)房間才能裝下的超級(jí)計(jì)算機(jī)，我們現(xiàn)在只需要一個(gè)機(jī)柜就可以部署一個(gè)同等算力的計(jì)算機(jī)。
再舉個(gè)例子：1984年推出的終結(jié)者系列電影中，劇組曾經(jīng)以當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)算力為基準(zhǔn)，為毀滅人類的智能AI天網(wǎng)設(shè)定了每秒60萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算的性能，并且而英偉達(dá)剛剛發(fā)布的RTX 4090，每秒可進(jìn)行100萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算，電影中毀滅人類的天網(wǎng)只相當(dāng)于五分之三個(gè)RTX 4090的性能，而這個(gè)超越天網(wǎng)的芯片，你只需要1599美元就可以買到，而且可以將其放進(jìn)不到0.5立方米大小的電腦機(jī)箱中。
這就是摩爾定律的魅力，半導(dǎo)體從業(yè)者們相信并遵循這一定律，讓半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展迸發(fā)出驚人的速度，從而帶動(dòng)了全領(lǐng)域的科技躍進(jìn)。所以，摩爾定律才顯得如此重要，摩爾定律并非一個(gè)物理或別的什么定律，更多的是半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)芯片發(fā)展的一個(gè)期待。
英特爾與英偉達(dá)
摩爾定律終歸會(huì)有“死去”的一天，作為一個(gè)發(fā)展預(yù)測(cè)而存在的摩爾定律并不像萬(wàn)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(duì)世界的認(rèn)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(shí)候。
那么硅芯片走到頭了嗎?至少現(xiàn)在還沒有，比如英偉達(dá)所使用的芯片制程是臺(tái)積電的5nm工藝，而下一代制程3nm已經(jīng)即將進(jìn)入商用階段。那么英特爾呢?在堅(jiān)持了多年的14nm后，英特爾成功轉(zhuǎn)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(yù)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(jié)構(gòu)，所有晶體管都鋪設(shè)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。
從目前的半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展看來，摩爾定律仍然有效，甚至黃仁勛實(shí)際上也認(rèn)可這一點(diǎn)，但是為何黃仁勛要說摩爾定律已死?很簡(jiǎn)單，黃仁勛認(rèn)為未來的芯片性能會(huì)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(shí)現(xiàn)翻倍的目標(biāo)，但是隨著芯片制造成本的增加，未來的芯片售價(jià)不會(huì)再跟隨摩爾定律而下降。
說白了，英偉達(dá)認(rèn)為性能更強(qiáng)的芯片我們是可以造出來的，但是你們想在兩三年后以一半的價(jià)格買到3090級(jí)別的顯卡，那么是不可能的。簡(jiǎn)單來說，就是英偉達(dá)想漲價(jià)了，想要更高的性能，那就拿更多的錢來買吧。
那么英特爾呢?在英特爾看來，當(dāng)務(wù)之急是從AMD的手中將自己過去幾年丟失的市場(chǎng)份額奪回來，為此英特爾推出了12代與13代酷睿處理器，破天荒的沒有更新處理器接口，讓老用戶可以直接升級(jí)到新處理器。
而且，雖然13代酷睿的處理器價(jià)格上漲，但是從性能提升的角度來說，基本上是將上一代的i7當(dāng)做這一代的i5來出售，而相當(dāng)于11代i9級(jí)處理器性能的12代i5，價(jià)格甚至不到前者的50%。所以，從英特爾的角度來看，摩爾定律還遠(yuǎn)沒有到死亡的時(shí)候，它仍在堅(jiān)定的指導(dǎo)著半導(dǎo)體行業(yè)的前進(jìn)與發(fā)展。
所以，你可以將英特爾與英偉達(dá)之間的爭(zhēng)論，理解為企業(yè)未來的發(fā)展之爭(zhēng)，英偉達(dá)希望獲得更高的產(chǎn)品回報(bào)，而英特爾則希望構(gòu)建一個(gè)更龐大的用戶群體，所以仍在遵循這摩爾定律的路線，推出新的產(chǎn)品。
誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢?至少在CPU領(lǐng)域，我覺得英特爾說的是沒錯(cuò)的。