芯片技術愈加復雜,成本越來越高
AMD 首席技術官 Mark Papermaster 帶來了好消息:摩爾定律并未失效。在可預見的未來,CPU 和 GPU 會越來越好。但他也有壞消息。保持一切正常的成本越來越高,迫使創新的解決方案,如小芯片設計。
摩爾定律當然是觀察到集成電路中的晶體管密度每兩年翻一番。英特爾聯合創始人戈登·摩爾 (Gordon Moore) 于 1965 年提出,它最初規劃了密度翻倍的年度節奏,然后摩爾在 1975 年將時間表修改為每兩年一次。從那時起,它就一直存在,并且證明它具有非凡的先見之明,直到今天。
在拉斯維加斯的峰會上發,Papermaster解釋說,摩爾定律仍在軌道上,但芯片技術變得越來越復雜。
“你們都聽說過很多次摩爾定律正在放緩。摩爾定律已經死了,”Papermaster 說。但根據 AMD 的技術專家的說法,事實并非如此。
“這并不是說不會有令人興奮的新晶體管技術。實際上,我可以看到下一個令人興奮的新晶體管技術——就你能真正規劃出這些東西而言,大約需要六到八年,而且非常、非常我很清楚我們要不斷改進晶體管技術,但它們的成本更高。”
Papermaster 解釋說,現在的不同之處在于,過去每年晶體管密度翻倍,而對于給定的芯片尺寸,成本基本保持不變,而硅的單位面積成本隨著每個連續的生產節點而增加。給定尺寸的計算機芯片正變得更加昂貴。
Papermaster 表示,AMD 看到了這一點,這是幾年前其 CPU 轉向小芯片設計的關鍵驅動力,然后在今年早些時候再次轉向采用 RDNA 3 的 GPU。如果小芯片是解決不斷上漲的硅生產價格的一部分,那么將老式 CPU 和 GPU 與專用加速器組合在一起將變得更加重要。
“你將不得不使用加速器,”Papermaster 說,“GPU 加速、專用功能單元和自適應計算,就像我們從 Xilinx 獲得的那樣。你將看到關于如何將這些結合在一起的巨大創新,并且它真的會保持我們步調一致。”
換句話說,雖然晶體管密度按照摩爾定律不斷上升,但芯片變得越來越昂貴,迫使像 AMD 這樣的公司使用小芯片來提高產量,從而阻止成本螺旋上升。專用電路也往往比通用 CPU 和 GPU 塊緊湊得多,從而使性能能夠提升,而不會像傳統的純 CPU 或 GPU 設計那樣帶來價格損失。
近年來,摩爾定律即將消亡的消息被廣泛報道。部分原因在于前芯片生產技術之王英特爾的明顯掙扎。但英特爾并不是唯一的芯片制造商,雖然它確實落后了,但臺積電在領先地位上絕對遵循摩爾定律。
制造AMD的CPU和GPU的當然是臺積電,更不用說Nvidia最新的GPU和Apple的M1芯片了。目前,臺積電的 5 納米節點,如 AMD 的 CPU 和 GPU 中所見,比英特爾的 10 納米節點(最近更名為Intel 7)領先大約一代。
臺積電也剛剛開始 3nm 生產,使用臺積電 3nm 硅的設備預計將在 2023 年上半年投放市場,很可能以運行其 M1 和 M2 芯片的 3nm 衍生產品的 Apple Mac 電腦的形式出現。臺積電預計將在 2025 年投產 2nm 工藝。目前看來,摩爾定律看起來足夠健康。它只是變得有點高維護。