摩爾定律越來越慢，芯片架構工程師成香饃饃

對于一個芯片的晶體管數量是否會像Intel共同創(chuàng)辦人Gordon Moore在1965年做出的觀察那般，繼續(xù)每兩年成長一倍，參與上述座談的講者們意見分歧?！爸辽儆幸稽c是，工藝節(jié)點轉換的速度正在趨緩；”ARM院士繼技術總監(jiān)Rob Aitken指出，“16納米與10納米工藝的量產時程都延遲了三年，而在我們所處理的電路類型中，Denard微縮定律在90納米節(jié)點已失效?！?/p>

Intel平臺工程事業(yè)群副總裁暨服務器開發(fā)小組總監(jiān)Rory McInerney則表示，該公司的研究是提供5年之間的工藝技術發(fā)展預測，因此其內部的技術藍圖是到5納米節(jié)點：“我們并未看到摩爾定律屆時有終結跡象。”

他指出：“摩爾定律也是一種財務(finance)與雄心(ambition)的定律，市場對于先進工藝技術的需求是無止盡的，在我負責的人工智能(AI)領域，人們正竭盡全力把更多東西塞進芯片?！?/p>

而Intel的競爭對手AMD看法是，節(jié)點與節(jié)點的間隔時間正在拉長，而無論是芯片設計或晶圓廠制造成本都在迅速飆升；AMD院士暨產品首席技術官Joe Macri表示：“這對我們的業(yè)務帶來深遠影響…我們必須在每個節(jié)點采用更創(chuàng)新的架構與封裝技術?！?/p>

至于5納米工藝之后，ARM的Aitken預期，轉向某種垂直納米線(vertical nanowire)架構，將會導致對部份RTL設計帶來沖擊的改變，特別是在高速電路的設計上；不過他也指出，這種改變應該不至于擾亂典型數字邏輯設計工程師采用的抽象(abstraction)。

McInerney預測，晶體管與互連之管線(pipeline)架構的創(chuàng)新，特別是針對I/O電路的，將會在產業(yè)界遇到障礙之前，解決一連串的瓶頸：“在某種程度上，你微縮至個位數原子而且事情變得難以控制，因此在工藝的某些部份會遭遇物理限制?！?/p>

芯片架構師再起

參與座談會的專家們同意，新興的計算機與內存架構有助于舒緩摩爾定律速度減慢的問題。負責AMD在2015年6月發(fā)表之GPU與內存堆棧Fiji開發(fā)的Macri指出，結合內存與儲存之芯片與軟件開發(fā)：“將有所進展…我們會取得速度的飛躍…我們快要開始看到很多很酷的內存應用?！?/p>

ARM的Aitken指出，一系列先進封裝技術正在崛起，包括一種“相當低階版本的技術，能將廉價的標準組件堆棧在一片基板上，用以制造價值約50美分(約15元臺幣)成本的玩具解決方案──這真是相當瘋狂?！?/p>

Intel的McInerney則表示，網絡鏈接、AI與內存新架構的組合，正在創(chuàng)造一個芯片設計工程師的“復興時期”(renaissance)：“這是一個參與芯片架構設計的偉大時刻──感覺像是創(chuàng)新浪潮來臨?！?/p>

他指出：“前十大數據中心業(yè)者如Apple、阿里巴巴與Amazon，通常資本雄厚且正在培養(yǎng)自家的芯片設計團隊──他們是為了嘗試解決一些特殊的專門問題，”而且他們正在著手收購一批芯片設計新創(chuàng)公司。

Aitken舉最近Intel的Meltdown與Spectre處理器安全漏洞為例，表示業(yè)界還需要安全設計的新架構；他呼吁對于該如何處理那些安全漏洞以及未來可能發(fā)生的旁道攻擊(side channel attacks)提出新想法，還有量測產品安全性的新方式。

Macri在提到Meltdown與Spectre處理器使用的技術時表示：“當我在1980年代中期開始進行芯片設計時，我們做的是推測執(zhí)行(speculative execution)──這是我們進展快速的原因，第一輪是提供答案，下一輪是厘清我們是否正確?！?/p>

他指出，推測執(zhí)行的采用以及黑客的威脅“不會有所改變，改變的會是我們對于端對端安全性需求的看法；我們都生活在一個玻璃屋里…這是我們日常生活的一部份──這是一個永遠不會完美無瑕的世界。”

Intel的McInerney與擔任座談主持人的市場研究機構Technalysis Research分析師Bob O'Donnell ，盛贊產業(yè)界在解決最初是由Google發(fā)現之安全漏洞方面的團結合作；McInerney并指出，這次事件可說是一次對更佳安全性工具的吶喊。

他表示：“我們有時序(timing)以及功能性測試工具，現在我們需要的工具是能讓你在基礎功能區(qū)塊層級測試那些攻擊的工具──在這方面需要很多的創(chuàng)新?！?/p>