5分鐘,看盡半導體和摩爾定律“你追我趕”的抗衡50年

“摩爾定律過去是每5年增長10倍,每10年增長100倍。 而如今,摩爾定律每年隻能增長幾個百分點,每10年可能隻有2倍。 因此,摩爾定律結束了。 ”

今年一月份,英偉達(Nvidia)CEO黃仁勳在CES 2019展會上,如此預測了摩爾定律的未來。

5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年

摩爾定律是所有計算機人都耳熟能詳的詞。 1965年,英特爾聯合創始人戈登·摩爾(Gordon Moore)提出了這一想法,即集成電路上可容納的元器件的數量每隔18至24個月就會增加一倍,性能也将提升一倍。5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年

半個世紀以來,這條定律都非常準确的預測了半導體行業的發展趨勢,成為計算機處理器制造的準則,也成為了推動科技行業發展的“自我實現”的預言。 然而近年來,關于摩爾定律放緩或者失效的聲音越來越多。

一家名叫datagraph的機構近期制作了一個視頻,希望探究摩爾定律vs. CPU/GPU發展的進程。

不到五分鐘的視頻從1965年摩爾定律的提出開始,橫跨半個世紀。 從中可以一窺微處理器的早期,到英特爾的主導地位,以及近年來英偉達和GPU的崛起。

先一起看看視頻👇

在1965年4月19日出版的《電子雜志》35周年紀念上,時任Fairchild Semiconductor研發部主任的摩爾發表了一篇《Cramming more components onto integrated circuits(把更多組件放在集成電路上)》,正式提出了摩爾定律。

視頻中粉紅色的條是指根據摩爾定律,理論上一個半導體芯片上集成的晶體管和電阻數量,藍色的條是指CPU,綠色的條是指GPU。

最初的最初,這個數字僅僅是72。

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微處理器的早期時

1974年,德州儀器推出首個高性能的商用微處理器TI TMS 1000,首次超越了同期摩爾定律的預測!

這是一家應該在芯片發展史上有姓名的公司,如今的德州儀器已經逐漸被大多數人遺忘,但是,在德州儀器紅火的時候,世界上還沒有英特爾和高通。 在ios和Android系統還沒火起來的那個年代,德州儀器基本上把持了所有的手機處理器市場。 當年最受追捧的手機品牌諾基亞,就是德州儀器處理器的忠實用戶。
5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年1975年,摩爾本人更新了摩爾定律,将半導體行業的發展周期從12個月增加至24個月。 在随後30年中,通過縮小芯片上元件的尺寸,芯片發展一直遵循着摩爾定律。5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年值得一提的是,摩托羅拉曾經也是CPU大佬,在早期的時候摩托羅拉可以說也曾是半導體業界巨頭,代表産品包括了MC6800,68K等,還和IBM,蘋果合作了PowerPC系列芯片(摩托羅拉半導體負責制造該芯片),目前仍在軍事領域影響頗大。 其中,1979年的Motorola 68000系列基本是8位時代能穩定采購到的最好用的處理器,在誕生40年後的今天,依然還在被使用。
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1982年,英特爾推出80286處理器,在pc/at機時代被廣為使用,一直持續到90年代。
5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年1987年,德州儀器浏覽器發布Lisp芯片,這也是首款基于Lisp語言用于AI計算的芯片。5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年進入90年代,摩爾定律預言的晶體管數量一度領先業界,93年,英特爾第五代微處理器誕生。 之後,英特爾作為芯片大佬一度壟斷市場,甚至導緻了整個90年代芯片行業的緩慢發展,直到,英偉達和GPU的出現。5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年

GPU出現,摩爾定律進入新階段

1997年,GPU芯片誕生,像一條跳入市場的鲶魚,将摩爾定律和半導體世界帶入了一個新的階段。

GPU也就是Graphic Processing Unit(圖形處理器),1999年,當英偉達發布GeForce 256圖形處理芯片時首先提出這一概念。

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GPU誕生後,整個芯片世界也進入了飛騰時期,英偉達、AMD和英特爾幾家大佬群雄逐鹿。
5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年AMD在這一階段勁頭很猛烈,在2003年将x86指令集擴展到x86-64。 這是一個值得被記住的重大成功,這一進展導緻英特爾不得不放棄Itanium并複制AMD的指令集,并重振其x86系列。 直到今天,x86-64依然被稱為AMD64。

接下來,整個芯片行業的發展迅猛,晶體管數量指數級增長,将摩爾定律甩在身後。 2005年,摩爾甚至自己發布了聲明,“摩爾定律已死,10到20年内,我們會抵達一個極限 ”。

5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年2012年1月16日發布的由台積電代工的AMD Radeon HD 7000系列GPU芯片,采用28nm制程,顯示核心采用“次世代圖形核心”(Graphics Core Next)架構。5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年

摩爾定律已死?

時間軸終于推進到2019年,這個時候多數生産者,包括摩爾自己,都預言摩爾定律會在2025年失效。

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但是并不是所有人對于摩爾定律在未來是否繼續有效持悲觀态度,在日前于美國舉辦的Hotchips上,台積電研發負責人、技術研究副總經理黃漢森(Phillip Wong)博士做了一個題為《What will the next node offer us》的演講,他就摩爾定律未來的看法提出了自己的觀點。

他認為: “摩爾定律依然有效且狀況良好,它沒有死掉、沒有減緩、也沒有患病。 ”

如今,台積電的7nmFinFet芯片已經商用,黃漢森也表示,5nm芯片也在緊張的研制當中,已經投入試生産,而台積電的下一步是3nm芯片。

5分钟,看尽半导体和摩尔定律“你追我赶”的抗衡50年

對摩爾定律,有人悲觀,有人樂觀,未來究竟如何呢? 就像視頻中最後的那行字——“We shall see”。

更新于:2019年09月03日

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