對于一個芯片的晶體管數(shù)量是否會像Intel共同創(chuàng)辦人Gordon Moore在1965年做出的觀察那般,繼續(xù)每兩年成長一倍,參與上述座談的講者們意見分歧。“至少有一點是,工藝節(jié)點轉(zhuǎn)換的速度正在趨緩;”ARM院士繼技術(shù)總監(jiān)Rob Aitken指出,“16納米與10納米工藝的量產(chǎn)時程都延遲了三年,而在我們所處理的電路類型中,Denard微縮定律在90納米節(jié)點已失效。”
Intel平臺工程事業(yè)群副總裁暨服務(wù)器開發(fā)小組總監(jiān)Rory McInerney則表示,該公司的研究是提供5年之間的工藝技術(shù)發(fā)展預(yù)測,因此其內(nèi)部的技術(shù)藍圖是到5納米節(jié)點:“我們并未看到摩爾定律屆時有終結(jié)跡象。”
他指出:“摩爾定律也是一種財務(wù)(finance)與雄心(ambition)的定律,市場對于先進工藝技術(shù)的需求是無止盡的,在我負責的人工智能(AI)領(lǐng)域,人們正竭盡全力把更多東西塞進芯片。”
而Intel的競爭對手AMD看法是,節(jié)點與節(jié)點的間隔時間正在拉長,而無論是芯片設(shè)計或晶圓廠制造成本都在迅速飆升;AMD院士暨產(chǎn)品首席技術(shù)官Joe Macri表示:“這對我們的業(yè)務(wù)帶來深遠影響…我們必須在每個節(jié)點采用更創(chuàng)新的架構(gòu)與封裝技術(shù)。”
至于5納米工藝之后,ARM的Aitken預(yù)期,轉(zhuǎn)向某種垂直納米線(vertical nanowire)架構(gòu),將會導致對部份RTL設(shè)計帶來沖擊的改變,特別是在高速電路的設(shè)計上;不過他也指出,這種改變應(yīng)該不至于擾亂典型數(shù)字邏輯設(shè)計工程師采用的抽象(abstraction)。
McInerney預(yù)測,晶體管與互連之管線(pipeline)架構(gòu)的創(chuàng)新,特別是針對I/O電路的,將會在產(chǎn)業(yè)界遇到障礙之前,解決一連串的瓶頸:“在某種程度上,你微縮至個位數(shù)原子而且事情變得難以控制,因此在工藝的某些部份會遭遇物理限制。”
芯片架構(gòu)師再起
參與座談會的專家們同意,新興的計算機與內(nèi)存架構(gòu)有助于舒緩摩爾定律速度減慢的問題。負責AMD在2015年6月發(fā)表之GPU與內(nèi)存堆棧Fiji開發(fā)的Macri指出,結(jié)合內(nèi)存與儲存之芯片與軟件開發(fā):“將有所進展…我們會取得速度的飛躍…我們快要開始看到很多很酷的內(nèi)存應(yīng)用。”
ARM的Aitken指出,一系列先進封裝技術(shù)正在崛起,包括一種“相當?shù)碗A版本的技術(shù),能將廉價的標準組件堆棧在一片基板上,用以制造價值約50美分(約15元臺幣)成本的玩具解決方案──這真是相當瘋狂。”
Intel的McInerney則表示,網(wǎng)絡(luò)鏈接、AI與內(nèi)存新架構(gòu)的組合,正在創(chuàng)造一個芯片設(shè)計工程師的“復興時期”(renaissance):“這是一個參與芯片架構(gòu)設(shè)計的偉大時刻──感覺像是創(chuàng)新浪潮來臨。”
他指出:“前十大數(shù)據(jù)中心業(yè)者如Apple、阿里巴巴與Amazon,通常資本雄厚且正在培養(yǎng)自家的芯片設(shè)計團隊──他們是為了嘗試解決一些特殊的專門問題,”而且他們正在著手收購一批芯片設(shè)計新創(chuàng)公司。
Aitken舉最近Intel的Meltdown與Spectre處理器安全漏洞為例,表示業(yè)界還需要安全設(shè)計的新架構(gòu);他呼吁對于該如何處理那些安全漏洞以及未來可能發(fā)生的旁道攻擊(side channel attacks)提出新想法,還有量測產(chǎn)品安全性的新方式。
Macri在提到Meltdown與Spectre處理器使用的技術(shù)時表示:“當我在1980年代中期開始進行芯片設(shè)計時,我們做的是推測執(zhí)行(speculative execution)──這是我們進展快速的原因,第一輪是提供答案,下一輪是厘清我們是否正確。”
他指出,推測執(zhí)行的采用以及黑客的威脅“不會有所改變,改變的會是我們對于端對端安全性需求的看法;我們都生活在一個玻璃屋里…這是我們?nèi)粘I畹囊徊糠荸ぉみ@是一個永遠不會完美無瑕的世界。”
Intel的McInerney與擔任座談主持人的市場研究機構(gòu)Technalysis Research分析師Bob O'Donnell ,盛贊產(chǎn)業(yè)界在解決最初是由Google發(fā)現(xiàn)之安全漏洞方面的團結(jié)合作;McInerney并指出,這次事件可說是一次對更佳安全性工具的吶喊。
他表示:“我們有時序(timing)以及功能性測試工具,現(xiàn)在我們需要的工具是能讓你在基礎(chǔ)功能區(qū)塊層級測試那些攻擊的工具──在這方面需要很多的創(chuàng)新。”
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原文標題:摩爾定律越來越慢,芯片架構(gòu)工程師成香饃饃
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