“摩爾定律過(guò)去是每5年增長(zhǎng)10倍，每10年增長(zhǎng)100倍。而如今，摩爾定律每年只能增長(zhǎng)幾個(gè)百分點(diǎn)，每10年可能只有2倍。因此，摩爾定律結(jié)束了。”
今年一月份，英偉達(dá)(Nvidia)CEO黃仁勛在CES 2019展會(huì)上，如此預(yù)測(cè)了摩爾定律的未來(lái)。
摩爾定律是所有計(jì)算機(jī)人都耳熟能詳?shù)脑~。1965年，英特爾聯(lián)合創(chuàng)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(shù)量每隔18至24個(gè)月就會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。
半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，這條定律都非常準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)了半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，成為計(jì)算機(jī)處理器制造的準(zhǔn)則，也成為了推動(dòng)科技行業(yè)發(fā)展的“自我實(shí)現(xiàn)”的預(yù)言。然而近年來(lái)，關(guān)于摩爾定律放緩或者失效的聲音越來(lái)越多。
一家名叫datagraph的機(jī)構(gòu)近期制作了一個(gè)視頻，希望探究摩爾定律vs. CPU/GPU發(fā)展的進(jìn)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(gè)世紀(jì)。從中可以一窺微處理器的早期，到英特爾的主導(dǎo)地位，以及近年來(lái)英偉達(dá)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(jì)念上，時(shí)任Fairchild Semiconductor研發(fā)部主任的摩爾發(fā)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(jù)摩爾定律，理論上一個(gè)半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量，藍(lán)色的條是指CPU，綠色的條是指GPU。
最初的最初，這個(gè)數(shù)字僅僅是72。
微處理器的早期時(shí)代
1974年，德州儀器推出首個(gè)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(yù)測(cè)!
這是一家應(yīng)該在芯片發(fā)展史上有姓名的公司，如今的德州儀器已經(jīng)逐漸被大多數(shù)人遺忘，但是，在德州儀器紅火的時(shí)候，世界上還沒(méi)有英特爾和高通。在ios和Android系統(tǒng)還沒(méi)火起來(lái)的那個(gè)年代，德州儀器基本上把持了所有的手機(jī)處理器市場(chǎng)。當(dāng)年最受追捧的手機(jī)品牌諾基亞，就是德州儀器處理器的忠實(shí)用戶。
1975年，摩爾本人更新了摩爾定律，將半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展周期從12個(gè)月增加至24個(gè)月。在隨后30年中，通過(guò)縮小芯片上元件的尺寸，芯片發(fā)展一直遵循著摩爾定律。
值得一提的是，摩托羅拉曾經(jīng)也是CPU大佬，在早期的時(shí)候摩托羅拉可以說(shuō)也曾是半導(dǎo)體業(yè)界巨頭，代表產(chǎn)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(dǎo)體負(fù)責(zé)制造該芯片)，目前仍在軍事領(lǐng)域影響頗大。其中，1979年的Motorola 68000系列基本是8位時(shí)代能穩(wěn)定采購(gòu)到的最好用的處理器，在誕生40年后的今天，依然還在被使用。
1982年，英特爾推出80286處理器，在pc/at機(jī)時(shí)代被廣為使用，一直持續(xù)到90年代。
1987年，德州儀器瀏覽器發(fā)布Lisp芯片，這也是首款基于Lisp語(yǔ)言用于AI計(jì)算的芯片。
進(jìn)入90年代，摩爾定律預(yù)言的晶體管數(shù)量一度領(lǐng)先業(yè)界，93年，英特爾第五代微處理器誕生。之后，英特爾作為芯片大佬一度壟斷市場(chǎng)，甚至導(dǎo)致了整個(gè)90年代芯片行業(yè)的緩慢發(fā)展，直到，英偉達(dá)和GPU的出現(xiàn)。
GPU出現(xiàn)，摩爾定律進(jìn)入新階段
1997年，GPU芯片誕生，像一條跳入市場(chǎng)的鯰魚，將摩爾定律和半導(dǎo)體世界帶入了一個(gè)新的階段。
GPU也就是Graphic Processing Unit(圖形處理器)，1999年，當(dāng)英偉達(dá)發(fā)布GeForce 256圖形處理芯片時(shí)首先提出這一概念。
GPU誕生后，整個(gè)芯片世界也進(jìn)入了飛騰時(shí)期，英偉達(dá)、AMD和英特爾幾家大佬群雄逐鹿。
AMD在這一階段勁頭很猛烈，在2003年將x86指令集擴(kuò)展到x86-64。這是一個(gè)值得被記住的重大成功，這一進(jìn)展導(dǎo)致英特爾不得不放棄Itanium并復(fù)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(lái)，整個(gè)芯片行業(yè)的發(fā)展迅猛，晶體管數(shù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，將摩爾定律甩在身后。2005年，摩爾甚至自己發(fā)布了聲明，“摩爾定律已死，10到20年內(nèi)，我們會(huì)抵達(dá)一個(gè)極限”。
2012年1月16日發(fā)布的由臺(tái)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(gòu)。
摩爾定律已死？
時(shí)間軸終于推進(jìn)到2019年，這個(gè)時(shí)候多數(shù)生產(chǎn)者，包括摩爾自己，都預(yù)言摩爾定律會(huì)在2025年失效。
但是并不是所有人對(duì)于摩爾定律在未來(lái)是否繼續(xù)有效持悲觀態(tài)度，在日前于美國(guó)舉辦的Hotchips上，臺(tái)積電研發(fā)負(fù)責(zé)人、技術(shù)研究副總經(jīng)理黃漢森(Phillip Wong)博士做了一個(gè)題為《What will the next node offer us》的演講，他就摩爾定律未來(lái)的看法提出了自己的觀點(diǎn)。
他認(rèn)為：“摩爾定律依然有效且狀況良好，它沒(méi)有死掉、沒(méi)有減緩、也沒(méi)有患病。”
如今，臺(tái)積電的7nmFinFet芯片已經(jīng)商用，黃漢森也表示，5nm芯片也在緊張的研制當(dāng)中，已經(jīng)投入試生產(chǎn)，而臺(tái)積電的下一步是3nm芯片。
對(duì)摩爾定律，有人悲觀，有人樂(lè)觀，未來(lái)究竟如何呢?就像視頻中最后的那行字——“We shall see”。
