相信近期關(guān)注硬件新聞的朋友們,都了解到Intel準備改變“Tick-Tock”產(chǎn)品模式的消息。Intel將原本兩年為一個周期的硬件升級模式,變更為“制程-架構(gòu)-優(yōu)化”(PAO)的三步走戰(zhàn)略。這一消息從Intel提交給美國證券交易委員會的10-K文件中可以證實(文件鏈接請點擊)。這也標(biāo)志著Intel的處理器產(chǎn)品將會從兩年一個升級周期正式變更為三年一個升級周期,這也對出現(xiàn)了50多年的摩爾定律造成了巨大的沖擊。
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2016-3-30 08:48 上傳
究其原因,其實是眾多因素共同作用的結(jié)果。首先,自然是制造工藝帶來的壓力。眾所周知,制作處理器的基本原料是硅,在目前沒能找到更有效的替代品時,制程的進步就要面臨著對極限一次又一次的挑戰(zhàn),隨之而來的是制造成本的成倍增長。同時,更高的精度意味著更低的良品率,這樣就再次加大了產(chǎn)品的制造成本。當(dāng)一款產(chǎn)品的制造成本遠遠超過其應(yīng)有的銷售價格時,是很難以消費級產(chǎn)品的形式投入到市場中的。
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Intel變更升級策略示意圖(圖片來自10-K文檔)
另外,從SNB時代起,單靠提升制程已經(jīng)很難大幅提升處理器的性能了,因此處理器廠商們必須找到更加有效的升級方式,才能繼續(xù)推進處理器產(chǎn)業(yè)的性能飛躍,這就如同當(dāng)年的奔騰系列處理器在性能上遭遇瓶頸,Intel選擇了雙核心和超線程一樣。目前處理器市場仍然遇到了性能瓶頸,因此Intel需要更多的時間來研發(fā)、調(diào)整和完善旗下的處理器產(chǎn)品。
在上文中我們提到了“摩爾定律”,它是由Intel創(chuàng)始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)在1965年提出來的。其內(nèi)容為:當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。這一定律經(jīng)過了半個世紀的驗證,不僅是在微處理芯片領(lǐng)域,包括半導(dǎo)體存儲器及系統(tǒng)軟件在內(nèi)的研發(fā)和升級都與“摩爾定律”的內(nèi)容相吻合。
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戈登·摩爾
僅以微處理器的部分來看,從1979年的8086和8088,到1982年的80286,1985年的80386,1989年的80486,1993年的Pentium,1996年的PentiumPro,1997年的PentiumII,功能越來越強,價格越來越低,每一次更新?lián)Q代都是摩爾定律的直接結(jié)果。與此同時PC機的內(nèi)存儲器容量由最早的480k擴大到8M,16M,與摩爾定律更為吻合。
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摩爾定律產(chǎn)品發(fā)展路線(圖片來自Intel.com)
為了更好的遵循這一定律,Intel在2007年為旗下的處理器產(chǎn)品推出了“Tick-Tock”的升級模式。其中的Tick代表制程、Tock代表架構(gòu),而“Tick-Tock”原則是以年為計算單位的,所以總結(jié)一下“Tick-Tock”就是每一年推出一代嶄新制程的產(chǎn)品、下一年就在嶄新制程的基礎(chǔ)上推出嶄新架構(gòu)的產(chǎn)品。
芯片巨頭Intel的這次產(chǎn)品戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,直接導(dǎo)致的結(jié)果就是其后續(xù)產(chǎn)品不再遵循摩爾定律兩年為一個硬件升級周期的原則,從目前的市場狀況來分析,這種情況的出現(xiàn)是必然的。首先,以硅為原材料的制造工藝,已經(jīng)達到了一個瓶頸階段,當(dāng)我們不能在短時間內(nèi)找到有效的替代物時,研發(fā)的速度自然要放緩。
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硅晶圓
其次,處理器的發(fā)熱問題一直是芯片廠商亟待解決的問題之一。從宏觀上來看,越是精細的設(shè)備,其發(fā)熱量就會越小,但當(dāng)處理器的制造工藝達到了一定程度時,硅電路里的電子移動越來越快,芯片開始變得過熱。雖然包括Intel在內(nèi)的很多廠商都在不斷努力解決散熱的問題,比如多核心設(shè)計、3D晶體管技術(shù)等,不過在處理器的核心達到8個或更多時,很多程序都無法完全利用到全部的核心,這就造成了性能的不對等。
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移動芯片成為廠商們的必爭之地
廠商策略偏離摩爾定律還有一個重要的原因,就是目前移動設(shè)備大行其道,傳統(tǒng)的臺式機已經(jīng)無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的使用需求,移動設(shè)備對于處理器的發(fā)熱和功耗有著更嚴格的要求。并且不同移動設(shè)備對于處理器的參數(shù)需求也不同,這就導(dǎo)致處理器廠商無法像從前一樣大批量生產(chǎn)同樣型號的產(chǎn)品,再次提升了產(chǎn)品的制造成本。
當(dāng)然,脫離的摩爾定律的束縛,也不完全是件壞事。由于摩爾定律的存在,硬件廠商或多或少的會根據(jù)摩爾定律來制定各自的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃,一部分的產(chǎn)品確實獲得了飛速的進步,但也有一部分的產(chǎn)品本應(yīng)發(fā)展的更為迅速,卻為了遵循摩爾定律,并保持和其他廠商同步,故意放慢了前進的腳步。
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突破束縛能更好地激發(fā)創(chuàng)造力
當(dāng)一些更多的廠商不再以摩爾定律為基準,勢必會產(chǎn)生出更具創(chuàng)造力和飛躍性的產(chǎn)品。軟件行業(yè)也是同樣的道理,為了追求極致的效率,程序員們可以依靠本應(yīng)在未來幾年才能夠出現(xiàn)的硬件平臺,編寫更加超前的應(yīng)用程序。
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10nm產(chǎn)品之爭將更加激烈
另一方面,臺積電、三星等芯片廠商為了謀求更好的發(fā)展,勢必會采取更加激進的產(chǎn)品策略,將工藝提升至極限之后,或許會找到更優(yōu)質(zhì)的芯片制造材料。同時量子計算機或許也會加速發(fā)展,能夠更快的從理論階段變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品。
總的來說,Intel更換了產(chǎn)品發(fā)展策略,并不意味著摩爾定律的失敗或終結(jié),也并不能說明半導(dǎo)體工業(yè)正在走向消亡?;蛟S當(dāng)廠商們找到更好的發(fā)展方向之后,摩爾定律還會以另外的一種形式回歸到我們的視野中。
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