毋庸置疑摩爾定律的曾經(jīng)給我們帶來過輝煌的歷史——因?yàn)閷?duì)摩爾定律的堅(jiān)守，人們才不斷刷新著創(chuàng)造的極限，形成了IT產(chǎn)業(yè)近幾十年的輝煌。摩爾定律讓名不見經(jīng)傳的英特爾成長(zhǎng)為影響整個(gè)IT發(fā)展的科技巨頭，更讓人們的理想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，同時(shí)摩爾定律也在手機(jī)、平板等領(lǐng)域不斷得到驗(yàn)證。

然而近年來隨著芯片技術(shù)的放緩，筆者認(rèn)為是時(shí)候靜下心來仔細(xì)看待摩爾定律的問題了，人們是否還有必要堅(jiān)守摩爾定律?

處理器

首先我們從技術(shù)上看。摩爾定律在技術(shù)方面如今面臨著更大的挑戰(zhàn)，隨著硅片上線路密度的增加，其復(fù)雜性和差錯(cuò)率也將呈指數(shù)增長(zhǎng)，芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會(huì)達(dá)到極限，摩爾定律存在著技術(shù)極限。

在經(jīng)濟(jì)方面看，由于對(duì)摩爾定律的堅(jiān)持，那么在資金投入方面的花費(fèi)則是巨大的，隨著工藝的難度上升投入的資金會(huì)逐漸加大，而與之相反的是收益方面則是呈現(xiàn)遞減，而當(dāng)研發(fā)資金達(dá)到一定費(fèi)用的時(shí)候，甚至?xí)^收益，這也大大增加了研究的難度。

最后是人們需求方面，隨著發(fā)展，現(xiàn)有的技術(shù)與產(chǎn)品性能已經(jīng)能夠滿足人們的需求，高性能不再是人們追求的最重要的要素，人們開始關(guān)注低功耗、高節(jié)能等方面的發(fā)展。

編輯總結(jié)：技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和需求等因素制約摩爾定律的發(fā)展，摩爾定律的堅(jiān)持受到質(zhì)疑，碰到了發(fā)展道路上的黃燈，那么這些困難是否無法克服呢?

制約一：技術(shù)有極限急需新工藝

摩爾定律作為半導(dǎo)體行業(yè)的黃金法則，在技術(shù)方面已被多次挑戰(zhàn)，但技術(shù)進(jìn)步也使得這一法則繼續(xù)前進(jìn)。

英特爾從當(dāng)初的4004處理器的0.74MHz，到酷睿i7的3.5GH在，英特爾不斷刷新著頻率的極限。為了提高效率降低功耗，英特爾又轉(zhuǎn)向多核心多線程處理器研發(fā)。多核多線程技術(shù)成為英特爾主要發(fā)展方向。這些都是摩爾定律的促進(jìn)作用!

英特爾處理器

多年來，英特爾一直依靠著新工藝和新技術(shù)維持摩爾定律的延續(xù)。英特爾進(jìn)入到了65、45、32納米時(shí)代。然而在14nm工藝節(jié)點(diǎn)上很有可能發(fā)生更大的變化，摩爾定律再次遇到挑戰(zhàn)。

比利時(shí)微電子研究中心IMEC總裁范登霍夫表示，芯片制造商現(xiàn)在就需要為14nm節(jié)點(diǎn)選擇合適的制作工藝，之前每代工藝升級(jí)帶來的性能能夠帶來30%提升，而14nm工藝帶來的性能提升可能只有典型值的一半。

而且最重要的是芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會(huì)達(dá)到極限，這種情況下材料的物理、化學(xué)性能將發(fā)生質(zhì)的變化，致使采用現(xiàn)行工藝的半導(dǎo)體器件不能正常工作，英特爾如果要延續(xù)摩爾定律，那么勢(shì)必需要研究新的工藝架構(gòu)!

制約二：經(jīng)濟(jì)有制約追求無價(jià)值

經(jīng)濟(jì)價(jià)值往往是對(duì)科技發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用，即使如英特爾這樣的巨頭，如果在新研發(fā)的技術(shù)中不能攫取價(jià)值，那么也不會(huì)做無謂的研發(fā)。

英特爾加工廠

目前建一座芯片廠至少需要20-30億美元，而且線條尺寸縮小到0.1微米時(shí)將猛增至100億美元，比建一座核電站投資還大。這種費(fèi)用已經(jīng)使越來越多的芯片廠商退出了發(fā)展的行列。

即使如英特爾這樣的巨頭，花費(fèi)如此巨大的資金投入而為了追求性能的提高并也不具有實(shí)際的意義，而且隨著摩爾定律的收益會(huì)隨著工藝的難度上升而遞減，同時(shí)技術(shù)難度卻會(huì)迅速上升。

根據(jù)知名調(diào)研公司iSuppli的說法，摩爾定律很可能在2014年達(dá)到極限，芯片制造的成本越來越高，可能是導(dǎo)致摩爾定律失效的最大威脅。當(dāng)芯片工藝從20納米向18納米進(jìn)軍時(shí)，半導(dǎo)體的工藝技術(shù)將達(dá)到芯片制造的極限，半導(dǎo)體制造商就會(huì)發(fā)現(xiàn)制造工具將會(huì)過于昂貴，不具備批量生產(chǎn)的可能，摩爾定律將不再推動(dòng)半導(dǎo)體的生產(chǎn)。

目前英特爾公司將要轉(zhuǎn)向28納米生產(chǎn)工藝，一些公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)芯片制造開始變得代價(jià)高昂，AMD公司甚至可能會(huì)因?yàn)橹圃斐杀締栴}最終將新芯片業(yè)務(wù)拆分出去。一些不景氣的制造商面臨著倒閉的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗麄儾荒芡度刖揞~資金更新自己的生產(chǎn)設(shè)備。

制約三：ARM協(xié)低功耗強(qiáng)勢(shì)來襲

科技的發(fā)展，給用戶帶來了更多的技術(shù)享受，然后隨著技術(shù)的達(dá)到一定的高度，人們的對(duì)產(chǎn)品的關(guān)注點(diǎn)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)移，高性能不再是人們追求的最重要的要素，人們開始關(guān)注低功耗、高效能等方面的發(fā)展。

ARM處理器

幾十年來，計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展一直遵循能預(yù)測(cè)計(jì)算能力提高速度的摩爾定律，但如今低功耗、高效能已經(jīng)是全世界都關(guān)注的問題了，尤其是在服務(wù)器領(lǐng)域。

服務(wù)器消耗了大量電能，數(shù)據(jù)中心一般放在世界各地的偏僻地區(qū)，因?yàn)槟抢餁鉁剌^低。移動(dòng)設(shè)備的迅速發(fā)展也意味著對(duì)服務(wù)器的需求增加。人們開始嘗試改變服務(wù)器的設(shè)計(jì)方式，不應(yīng)局限于消耗大量能源的大型數(shù)據(jù)中心。

ARM處理器是對(duì)英特爾最大的挑戰(zhàn)，與微軟的合作，讓ARM最終出現(xiàn)在PC領(lǐng)域，而且在去年也發(fā)布了面向服務(wù)器領(lǐng)導(dǎo)的64位架構(gòu)處理器。PC或服務(wù)器廠商多了ARM這樣一個(gè)選擇。這種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境很好，因?yàn)楣?yīng)商在價(jià)格方面有競(jìng)爭(zhēng)，更重要的是，他們被迫保持創(chuàng)新。

ARM架構(gòu)中沒有內(nèi)在因素妨礙性能的提高。ARM以前在手機(jī)中獲得了大量機(jī)會(huì)，你不希望手機(jī)擁有超高性能，因?yàn)樗鼤?huì)更耗電，這也為其在未來數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用提供了更好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前有很多人已經(jīng)認(rèn)為沒有必要去不斷追求更強(qiáng)大的性能，高效能的ARM才是未來的發(fā)展方式，摩爾定律不需要再重要。

綜合分析：摩爾定律是否有延續(xù)的意思?

三大因素可以說制約著摩爾定律的延續(xù)。然而，也有人從不同的角度來看問題。有人也認(rèn)為，摩爾定律實(shí)際上是關(guān)于人類信念的定律，他實(shí)際上是給了人們一種信念，讓大家相信發(fā)展趨勢(shì)一定會(huì)持續(xù)。

處理器發(fā)展

未來對(duì)摩爾定律的延續(xù)，英特爾及一些廠商可以說一直做著這方面的努力。從90納米到62納米、45納米、32納米……;從單核到四核，到如今的8核或者未來更多的核心，英特爾也一直為延續(xù)摩爾定律做著努力.如今的3D晶體管技術(shù)也是為了更好的延續(xù)摩爾定律而推出的。

IBM在碳納米管芯片制造技術(shù)取得了重大突破，這一突破被認(rèn)為是在下個(gè)十年中拯救摩爾定律的希望之一。

除了有所突破的IBM碳納米管技術(shù)外，石墨烯和一種標(biāo)準(zhǔn)硅晶體管也有望成為摩爾定律的拯救者，這兩種新材料也正在被科學(xué)家用來突破半導(dǎo)體技術(shù)的瓶頸。

總結(jié)：摩爾定律對(duì)整個(gè)世界意義深遠(yuǎn)。然而延續(xù)的摩爾定律的最根本的目的還是為了給用戶帶來更好地應(yīng)用，讓用戶得到更好的應(yīng)用體驗(yàn)。如果用戶不能從中得到更好應(yīng)用體驗(yàn)的話，摩爾定律延續(xù)的意義將大打折扣，隨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與人們需求的改變，人們不妨冷靜家來，放棄對(duì)摩爾定律的堅(jiān)守，可能是現(xiàn)在最好的選擇。

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