这样看来好像摩尔定律正如一些媒体认为的那样要终结了,不过正如摩尔定律不是一个定论一样,硬件的发展也并不局限,仍然是有出路的。
CPU制造发展走向何方(图片源自cadence)
在2015年5月接受电气和电子工程师协会(IEEE,Institute of Electrical and Electronics Engineers)在摩尔定律50周年之际的采访时,戈登·摩尔运用了一个形象的比喻:“我无法预见下一个世代(芯片)的发展,在那儿我们仿佛遇上了一堵墙。而墙一直在后退(使我们有继续进步的空间)。我很惊讶工程师有如此的创造力,可以在难于突破的环境下找到新的出路。”
应用在22纳米处理器上的Tri-gate技术(右图,图片源自英特尔)
目前的CPU制造工艺还是主要注重于在平面上进步,而要突破摩尔定律的瓶颈可以依靠在深度(空间)层面上发展。借助3D布局,CPU的元件布局可以更加紧凑,元器件之间的连接也可以更为高效。
另外,目前受限于氧化硅层的厚度最小为1纳米,以后的发展可能会需要其他材料,也就是将栅氧化层替换为其他材料,例如英特尔就将氧化铪(HfO2)作为栅氧化层材料,未来也有可能采用其他材料进行优化。
CPU以外的空间也可以高效利用(图片源自chipworks)
此外,优化设计也是可以提升CPU性能的一个方面,现有的CPU空间利用率非常高,但是周围的地方却没有如此密集的元器件,如果能将这些空间合理利用,也可以将整体性能再度提高,不过和前者不同,这种方式可以提升的性能有限。
既然有这样的方法,为什么英特尔还是延长了处理器升级周期呢?有些是现有的技术不够成熟,无法应用在商业产品中;有些原材料限制使得制造成本过高,最终的产品零售价过高,不适合作为消费级产品;还有目前不适合量产的处理技术,需要发展完善之后才能让用户受益。
从现在的形势来看CPU的发展放缓,但这并不影响技术的继续进步。遇到的瓶颈对大家来说都是一项挑战,相信我们也会坚韧不拔地努力下去,发展的脚步不止,也为我们带来更好的生活。当然,笔者的观点也存在一定的局限性,如果您有独到的见解,也欢迎和我们交流。
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