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从芯片黄图男在上女在下带声音密度重新评价摩尔定律

技术工程 2022-01-08 21:54:28

silicon waferCredit:Unsplash/CC0 Public Domain洛克菲勒大学的研究人员对摩尔定律——可能是世界上最著名的技术预测——提供了新的解释,即芯片密度或集成电路上的元件数量将每两年翻一番。PLOS一号发表的研究揭示了硅芯片中晶体管密度上升的一个更微妙的历史波动模式,硅芯片使计算机和其他高科技设备变得越来越快、越来越强大。

事实上,自1959年以来,已经有六波这样的改进,每一波持续大约六年,在每一波期间,每个芯片的晶体管密度至少增加了10倍,根据论文“通过英特尔芯片密度重温摩尔定律。”该论文建立在早期对动态随机存取存储器芯片作为技术进化研究的模型生物的研究基础上。

这项新工作通过对芯片密度采用新的视角,将1959年开始的飞兆半导体国际公司和英特尔处理器中使用的不断变化的芯片尺寸分解开来,澄清了波形的弧线。

根据纽约洛克菲勒大学人类环境项目(PHE)的作者杰西·奥苏贝尔和大卫·伯格的说法,在每六年的增长浪潮之后,接下来是大约三年微不足道的增长。

他们说,晶体管小型化和计算能力的下一次快速增长现在已经姗姗来迟。

它将受到需求的拉动,例如对数据密集型人工智能技术的需求,如面部识别、5G蜂窝网络和设备、自动驾驶汽车以及类似的需要更高处理速度和计算能力的高科技创新。

一家名为大脑的初创公司吹捧了有史以来最大的芯片——晶圆级引擎,其大小是最大图形处理单元(GPU)的56倍,图形处理单元主导了人工智能和机器学习的计算平台。

“这款晶圆级芯片拥有1.2万亿个晶体管,嵌入了40万个AI优化内核(比最大的GPU多78倍),片内内存多3000倍。”

然而,他们说,硅片时代即将结束,由于物理现实和经济限制,在进一步发展变得更加困难之前,只剩下一两个硅脉冲。

计算机行业的持续增长将依赖于纳米晶体管、单原子晶体管和量子计算等小型化创新。

该论文指出,2019年,谷歌母公司Alphabet声称在量子计算方面取得了突破,使用可编程超导量子比特的可编程超级计算处理器“Sycamore”。

“公布的基准测试示例报告称,Sycamore在大约200秒内完成了一项任务,这项任务将需要目前最先进的超级计算机大约1万年的时间。”

PHE的主任奥苏贝尔先生说:“我们已经六次爬上硅和类似衬底的更高的山谷,但可能会为了其他材料和工艺的景观而离开硅山谷。”

"量子位花园可能会等待目前攀登的结束."

这篇论文的标题引用了戈登·摩尔1965年的著名观察,即微芯片中晶体管的数量呈指数级增长——每12-24个月翻一番(摩尔定律)。

然而,对晶体管密度的分析揭示了一种更复杂的连续增长波模式,每个技术阶段总共持续约9年,然后达到饱和,并被新的技术阶段所取代。

伯格博士也隶属于以色列泰尔海学院,他说,这项新研究揭示了一种技术现象中的重要微妙之处,这种技术现象推动了两代人的世界进步。

他补充说,这项工作借鉴了为研究具有复杂反馈的增长而开发的模型,这些模型导致了以前在此类研究中使用的密度限制,并展示了它们阐明不同机器复杂进化的能力。

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