從六代到十代酷睿,英特爾老是擠牙膏,難道是摩爾定律已經失效?

2020-09-03 騰聞創想

從六代到十代酷睿,英特爾老是被吐槽,摩爾定律已經失效?

為何整體輿論都吐槽英特爾

說起摩爾定律,估計大多數了解電腦的人都耳熟能詳。但是這幾年時間來,英特爾在處理器上的進步程度遠遠不及AMD,而且價格普遍比AMD偏高。因此,導致很多人對此不滿,把「擠牙膏」的不滿情緒發洩在廠商身上,加之近幾年來自媒體風起雲湧,導致整體輿論都偏向AMD,吐槽英特爾。

什麼「牙膏廠、擠擠更簡潔、科技以換腳針為本、14nm+++++、功耗爆炸」等詞彙如雨後春筍紛紛出現,說到底就是網友們表示不滿,自己花冤枉錢買了性價比不高的產品。愛吐槽一直都是網友們的「優良傳統」,目的就是表示不滿,給英特爾官方輿論壓力,不得不對自己產品進行降價處理,網友們就能從中撈到好處。

摩爾定律真的已經失效了嗎?

這種輿論在某種程度上是好的,能夠促進廠商不斷開發更優秀的新產品。但是某些時候也會起到負面影響,尤其是對於摩爾定律的許多討論,認為摩爾定律不再重要了,並認為它純粹是一個技術問題,晶圓片已經達到極限,遵循摩爾定律已讓成本太過高昂,甚至斷定摩爾定律已經完全失效。

摩爾定律並非失效

晶片製程與摩爾定律

至於是否失效,我們先來講講晶片的製程工藝,從最原始出發,來探清楚前世今生。製程,本來就是用于衡量電晶體柵極長度的,柵極(G)控制著電子從源極(S)到漏極(D)的流動。製程越小,電子在電晶體裡穿行的距離更短,開關的速度(處理信息的速度),也就更快。

因此在同樣的材料中可以製造更多的電子元件,連接線也越細,精細度就越高,CPU的功耗也就越小,處理器的性能也就更強。

以當前處理器的製程工藝乘以0.714即可得出下一代CPU的製程工藝,如10*0.714=7.14,即7.14nm。實際上,電晶體的形狀,差不多是個正方形,兩個0.714相乘,結果是0.509796,差不多就是1/2。這樣,製程每更新一代,電晶體面積會縮小到原來一半,相當於電晶體密度增加一倍。因此,摩爾定律也是由此誕生的,晶片裡的電晶體數量,大約每兩年會翻一番。

摩爾定律是否會真的終結?

這確實給我們帶來一個大大的問號:摩爾定律是否會真的終結?實際上,摩爾定律不會因為無用而結束,它的進步也不會因為經濟效益不足而受阻。但物理層面上呢?如果繼續管用並繼續發展下去,摩爾定律是否意味著電晶體最終比原子還小?


按照英特爾官方的說法:摩爾定律是一個非常強大的經濟學定律,按照特定節奏推動半導體製造能力的進步,我們就可以降低任何依賴於計算的商業模式的成本。想像一下,如果其它行業以摩爾定律的速度進行創新——性能每兩年翻一番,那會發生什麼?

汽車能效:現在只需一加侖汽油,即可行駛相當於地球和太陽之間的距離;農業生產力:現在只用一平方公裡土地,即可養活全部地球人;太空旅行:速度現在可以提升至 300 倍光速。

歸根結底,這些經濟效益使摩爾定律成為全球經濟的根本動力,使人們能夠相互連接、進行娛樂和學習。通過逐年提升計算力,世界各地的創新者可以多快好省地利用計算演進周期來解決全球範圍內的重大問題,從而讓生活更美好。

這樣下去真的會達到物理極限?很不幸被技術進步打嘴了!

毫無疑問,按照這樣發展下去,總有一天會達到物理極限,但目前依然還看不到終點。其實在 1990 年,當晶圓上的電晶體大小達到用以印刷它們的光的波長(193 nm)時,業界認為已經達到物理極限了,物理學界明確指出:我們不能再向前推進了。

後來這個預言被徹底地打嘴了,被英特爾一項技術突破了這個極限。這個時候,英特爾已經開始研發並掌握利用石英透明模具對晶圓進行多重曝光的技術。

簡單來說就是這樣的:使用掩模圖形產生的幹涉光柵進行印刷,開發了計算型光刻技術和多重曝光。如果你想了解這些,可以去看看我之前一個視頻,視頻有詳細的講解。

這麼回想起來,193 nm甚至稱不上是減速帶,現在半導體行業的製程比當時還要小 20 倍,這得益於半導體行業的持續創新。比如英特爾在14nm製程中使用的鰭式場效應電晶體(FinFET)和超微縮技術(hyper scaling),升級版的超微縮技術已應用在英特爾的10nm製程,而得益於這一新的工藝突破,半導體行業可以不斷降低每百萬電晶體的成本。

說摩爾定律失效其實為時過早,英特爾暫時落後臺積電一步

臺積電領先一步,蒼天饒過誰!

如今英特爾和臺積電正在7nm工藝上競爭得如火如荼,不過,奈何英特爾7nm遲遲未到,甚至10nm還不能完全量產。而臺積電的5nm製程都要來臨了,臺積電真不愧為華人圈的榮耀!

英特爾在7nm遭遇困難,是否能夠追上臺積電5nm重新制霸先進位程?

說到7nm,英特爾似乎在這裡遇到很大的麻煩。7nm對於英特爾來說可能是一個不小的挑戰,據英特爾官方表示,面對7nm的挑戰,可能有多種備選解決方案。實際上,英特爾一直要求自己前瞻三代製程,這意味著要提前看到7到9年後的技術。

目前,英特爾已著眼7nm和5nm製程,但是可能還無法確切知道哪種方案最適合5nm。面對世界最大晶圓代工廠臺積電咄咄逼人5nm和已經量產的7nm,英特爾是否感到壓力山大呢?英特爾加油,奧利給!看你是否能夠重新奪回先進位程的寶座!


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