性能向左能耗向右 英特爾選擇了後者

英特爾是世界最大的晶片製造商，現在它正在準備擁抱新的技術，以替代沿用了50多年的老計算技術。英特爾技術及制程事業部總經理威廉·霍爾特（William Holt）本周接受了採訪，他說晶片會繼續發展，英特爾很快就會採用新的基礎性技術。

按照霍爾特的說法，英特爾暫時還不知道要採用什麼新的晶片技術，它們所知道的是4到5年內必須轉用新技術。霍爾特指出了兩種可能性：一種是所謂的“隧穿電晶體”設備，另一種就是所謂的“自旋電子”技術。無論是哪一種技術，晶片的設計和製造都需要作出巨大的改變，它們還可能會與矽電晶體一起使用。

霍爾特說，新技術的速度並不比矽電晶體快，換句話說，晶片的速度在過去一直在飛速提升，現在它要停止增長了。從另一方面來看，新技術會提高晶片的能耗效率，對於今天的計算而言這點相當關鍵，比如雲計算、移動設備、機器人。

“我們將會看到大轉變的到來。”霍爾特在洛杉磯國際固態電路研討會上說，“新技術存在本質上的不同。”
在過去幾十年裡，晶片產業一直被摩爾定律主導，它由英特爾聯合創始人戈登·摩爾（Gordon Moore）於1965年提出。摩爾認為相同面積晶片中的電晶體數量每2年翻一番，成本不增加就可以提高晶片的性能。

為此，英特爾及其它企業不斷生產更小更便宜的電晶體，安裝到處理器中，保證了摩爾定律的有效性。可惜的是電晶體的能耗也越來越高。在兩大趨勢的推動下，超級電腦、筆記本、智慧手機、無人駕駛汽車都被開發出來。霍爾特說他們還可以繼續開發2代產品，相當於4到5年時間，到時矽電晶體的尺寸將縮小到7納米。

霍爾特提到的兩大技術有可能彌補缺陷。現實卻並不美好，DARPA和半導體研究公司雖然已經投資研究，但隧穿電晶體離商用還是很遙遠。電子會傷害矽電晶體的性能，隨著電晶體越變越小，傷害也會越來越嚴重；新技術卻可以利用電子的量子力學特點。

自旋電子設備已經接近商業化，明年可能就會推向市場。原來的“數位”(Digital Bits)是通過兩種不同的編碼轉換來呈現的，現在要通過粒子的量子力學特點來體現，比如像電子一樣自旋。

加州大學電子工程師王凱（Kang Wang）表示，霍爾特的論斷和自己的預測相符，自旋電子明年就會出現在低能耗記憶體中，還可能會出現在高性能顯卡中。舉個例子，東芝去年曾宣佈，它們已經成功開發一個實驗性自旋電子體記憶體記憶體陣列，它的能耗比SRAM（高速記憶體的一種）低了80%。

隧穿電晶體和自旋電子技術都有一個缺陷，它需要英特爾改變製造流程。曾經，企業們通過縮小矽電晶體的尺寸保持了摩爾定律的長盛不衰，成功開發了一代又一代強大而能耗低的晶片。兩大新技術的資料傳輸沒有矽電晶體快。霍爾特說：“降低能耗，同時降低速度，這是我們所能做的最好的技術改進。”

從霍爾特的話來看，摩爾定律即將走向終結。他認為繼續改進能耗而不是一味提高計算性能，對於今天的電腦來說是最重要的事。霍爾特稱：“看看物聯網，重點已經從提升速度轉向了減少能耗。”

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