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专家热议半导体行业未来

摩尔定律日薄西山 计算性能如何增长
来源:科技日报 作者:李钊 2017-08-16 14:04:42
内容摘要: 从上世纪60年代以来,一直被IT行业推崇为“圣经”的摩尔定律,正在无可辩驳地走向没落。当摩尔定律不再发挥其神奇功效,控制着每台电脑和手机的半导体行业又将何去何从?


摩尔定律示意图

  1965年4月19日,《电子学》杂志发表了英特尔公司创始人之一戈登·摩尔撰写的文章《让集成电路填满更多的组件》,文章预言,半导体芯片上集成的晶体管和电阻数量每隔18—24个月将增加一倍;性能也将提升一倍——轰动世界的摩尔定律因此诞生。

  俗话说,人无千日好,花无百日红。从上世纪60年代以来,一直被IT行业推崇为“圣经”的摩尔定律,正在无可辩驳地走向没落。当摩尔定律不再发挥其神奇功效,控制着每台电脑和手机的半导体行业又将何去何从?

  芯片极限 摩尔定律日薄西山

  针对这个问题,美国加州大学计算机系校长讲席教授、电子工程系教授丛京生先生,日前在中国科技馆举办的第30期“理解未来”讲座上,从专业的角度向公众介绍了摩尔定律的起源、发展及到达巅峰时刻后迈向“终结”时代的发展历程,讲述了半导体行业应以何种心态面对这一必然现象;又该如何积极应对随之而来的机遇和挑战。

  丛京生教授从早期的图灵机入手,回顾了电子计算辉煌的发展历史,并着重介绍了摩尔定律及其在计算机上的应用。他指出,摩尔定律预示着,每两年微处理器晶体管数量都将加倍,这种指数级的增长,促使计算机向更先进、轻便、小巧的方向转化,然后又孕育出了高速互联网、智能手机和智能互联方面的更多应用。

  在以创新著称的计算机行业,随着芯片制造商的电路精度越来越高,以摩尔定律为中心的半导体行业研究规划将注定要改变。目前,全球半导体行业不再基于每两年实现性能翻倍的概念来制定硅芯片研发计划,原因就是跟上性能提升步伐所需购买的超复杂制造设备和工艺的成本太高,企业已无力承担。此外,当前的制造技术也无法再像原来那样大幅度缩小硅晶体管。

  各抒己见 未来面临更多机遇

  在讲座的对话环节,丛教授与未来论坛青年理事兼华创资本合伙人熊伟铭、中国科学院计算技术研究所研究员徐志伟、清华大学微电子与纳电子学系主任兼微电子学研究所所长魏少军以及联想集团副总裁黄英等一起,探讨了摩尔定律失效后,计算科学的发展方向。

  丛教授认为,在摩尔定律走向终结的情况下,晶体管数量及芯片处理能力将不再局限于摩尔定律的设定,即呈倍数的阶梯级增长,而是转向可以定制的架构。此外,3D技术、神经形态计算和量子计算的加入,也会给计算行业注入新血液。从这个意义上讲,摩尔定律失效了,但计算行业却有可能迎来一个新时代。

  徐志伟教授强调,技术的发展绝不局限于人们想象的过程,其应用范围要跳出自身原先的思考维度。他说,对摩尔定律的理解要放宽一点,因为事实上,半导体行业之外的人也都在广泛引用摩尔定律,如做大数据的也会说,每18个月数据量就会翻一番。

  魏少军则指出,在数据呈指数级增长的时代,对计算的要求只会越来越高,应用也会越来越广。未来计算无处不在,这是一个大前提。另外,应用的多样化也是一个重要趋势。毫无疑问,从人工智能的角度看,在智能互联时代,互联网企业将走在前面。

  联想集团副总裁黄英认为,应用和计算能力相辅相成。他举例说,5G出来后,会让通讯速度大幅提升,也会使很多互联设备之间实现很好的交互。

  熊伟铭说,技术几千年都在演进,从宏观的角度看,人类一直在一步步往前走,只是每一个阶段都会遇到不一样的特定环境,每一代人遇到的机会是不一样的。

  丛京生教授最后总结说,即使摩尔定律已经走向尽头,人类也肯定能够找到其他更佳的替代方案,科技进步和科学发展的车轮将继续向前。

  尽管业界专家们的意见各有侧重,但绝大多数人都认为,在深度学习、万物互联和人工智能相互影响、蓬勃发展的新时代,计算行业会面临更多、更大的机遇,人类随时可能发现下一个更令人疯狂和激动的新型“摩尔定律”。

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