[粗]我们宣告摩尔定律“脑死亡”

2010-08-28 10:46:13来源:西部e网作者:

    它,从诞生之时起,就被IT业奉为圭臬,成为整个PC时代的灵魂。

    时间进入21世纪,IT人情感复杂地注视着它的老去。

    它就是摩尔定律。当消费电子兴起,它的使命走向了终结:摩尔定律在不惑之年“脑死亡”。

    PC业的金科玉律

    1965年,36岁的戈登·摩尔开始了半导体产业历史上最伟大的研究之一:他拿出直尺和笔,在纸上画出一个草图——纵轴代表芯片晶体管的数量,横轴代表时间,结果是很有规律的几何增长。由此,摩尔断言:芯片上的晶体管数量每12个月就将翻一番。十多年后,他又将12个月的修正为18个月。当时,摩尔并没有想到,他的结论将成就一个IT领域的巨无霸公司——英特尔;而他自己,则将成为这个公司的“心脏”。他更不会预料到,在之后的30多年间,芯片、PC,乃至整个IT业,会将这句话奉为金科玉律。在它的指导下,IT业一个劲地向前冲,造就了PC时代的辉煌。在很多年之后,摩尔还对此感慨万千:“开始时公司并没有把摩尔定律作为一个驱动力来看待,说老实话,我是直到10~15年前才能够启齿用摩尔定律来称呼它……起初我们仅仅是想尽快推进技术的发展,但后来发现,发展几乎总是沿着同一条曲线前进。要说我们真正地刻意按照定律推动技术朝此方向发展,那是从最近几代技术才开始的。”

    “从某种角度来说,摩尔定律在早期对芯片产业乃至IT业界的发展,起到了非常重要的作用。因为英特尔借摩尔定律,为IT厂商们制定了一个游戏规则。那段时间,几乎所有电脑的汰旧换新都是按照这个频率(18个月~2年/次)来进行,厂商们也就按照这个频率来安排产品生产和市场营销。”威盛电子一直致力于“中国芯”的研发,也在芯片领域和英特尔进行了长达十余年的官司纠缠。但说起英特尔,以及早年的摩尔定律,威盛电子芯片组及绘图芯片事业群中国区总经理汤涵宇的语气中还是流露出了敬意。

    的确,摩尔定律一直像原子钟一样精准地引导着IT业的更新换代,并衍生出一个“频率至上”的神话。在它的指导下,英特尔处理器的频率从66MHz到166MHz花了4年时间,从233MHz到500MHz花了2年时间,从500MHz到1GHz只花了1年的时间,再到2GHz也只花了一年的时间,从2GHz到3GHz又是一年……这一切都准确地按照摩尔预先规定的轨迹进行着。与此相应的,是微软有意无意地配合这个时间表,实现了操作系统历经DOS、WIN95、WIN98、WINXP的演进。软硬件巨头双剑合璧的结果,是整个PC业按着这个时间表一次一次掀起更新换代的大潮,WINTEL联盟在PC领域的统治地位如日中天。

    英特尔放弃“摩尔定律”?

    但神话终有破灭的一天。进入本世纪以来,摩尔定律逐渐显示出龙钟的老态,英特尔在芯片速度上的奔跑也开始变得力不从心。2002年之后,英特尔CPU的主频提升明显减缓,从3GHz到目前最快的3.8GHz花了两年的时间,而且从此之后,在频率上再也没有突破了。

    2004年的下半年,英特尔又对桌面处理器进行了一次全方位的更名行动,以单纯的产品编号代替了原来用频率来命名的方式,向IT业界暗示:英特尔今后的步伐将逐渐偏离原来的“摩尔轨迹”。2004年10月,英特尔又毅然宣布取消主频为4GHz的P4 580处理器的上市计划,以这种近乎壮士断腕的悲壮,宣告“频率至上”神话的破灭,宣告摩尔定律再也无法预示硬件的发展方向,再也不是PC行业发展的核心精神。

    同时,英特尔加大了平台领域的动作力度。2004年底英特尔推出三种面向不同用户群的folorence平台,彰显出英特尔对平台概念的重视。

    但这仅仅是开始。时间进入2005年,英特尔的动作猛然加大。1月28日,宣布将所有产品事业部重新整合,用移动事业部、数字企业事业部、数字家庭事业部等5个事业部代替了原有的架构部门和通信部门。这些新部门,尤其是数字家庭事业部的出现,释放出一个强烈的信号:英特尔将从单纯的PC业务大举进军手机、电视和无线网络等数字化领域。这似乎意味着,英特尔正悄悄地放弃“摩尔定律”。

    “任何一个定律,发展到一定时期,都会遇到‘失效’的问题,就摩尔定律而言,将遇到半导体集成方面的问题,按照摩尔定律规定的速度翻番下去,很快晶体管的尺寸就将达到极限,量子效应也会显现出来。”中国工程院院士倪光南告诉记者,按照摩尔定律的规定,每18个月左右,芯片的速度会增加一倍,尺寸则减小一半,到2010年左右,芯片就会遭遇无法逾越的物理极限,因为在这不可思议的近距离空间中,电子会产生量子效应,形成短路。
“用户需要的功能更多是通过软件来实现的。硬件配置再高,软件跟不上,消费者实际上也享受不到。这些,都决定硬件在升级换代的路上,会开始停顿。”倪院士分析说,软件也正在成为摩尔定律的瓶颈。

    与倪光南互为呼应的,是盛大公司总裁唐骏的话:“摩尔定律本身就是一个没有严格科学依据的预测,因为谁也无法预测科学的进展并做出准确判断。摩尔定律的伟大之处就是即使在这样不确定的环境之下,过去30多年间它的预测几乎都是准确的。在运算速度比较低的前几年,人们非常关注这个变化,因为它直接影响到电脑的运算能力。而由于运算速度的限制,一些软件无法正常运行。然而最近一两年,人们对主频的追求已经不是那么迫切了,甚至对操作系统的更新也不再追求,原因很简单,就是目前的运算速度、操作系统的功能已经可以满足人们对计算的要求。”

    消费电子的致命一击

    “摩尔定律的销售模式,是将科技强加给人。厂商要先给消费者上课,告诉他这个产品的效能,促使他接受并掏钱购买,完成产品的升级换代。”由于受到“频率至上”的催眠,消费者往往会扔弃其实完全够用的产品,而为自己实际用不上的高频率买单。“但现在,CPU已经有了长足的发展,消费者的消费行为也越来越理智,他们开始将目光转向实际的应用,而不是盲目地跟随CPU的升级换代来更新自己的电脑。”汤涵宇告诉记者,现在消费者在掏钱之前,会多问一句:这种高频率能给我带来什么?正是看到了这个变化,各芯片厂商都开始将目光转向平台架构,开始了对功用的追求。

    更严酷的挑战来自于市场。从2002年开始,消费电子的崛起给了摩尔定律致命一击。笔记本电脑、多媒体手机、液晶电视、DV、DC等消费电子产品大行其道,取代PC成为整个IT产业中最活跃的分子。根据美国消费电子协会的数据,2005年美国消费电子市场规模将达到1257亿美元。而英特尔在2004年底公布的中国“消费者数字生活调查”结果显示,消费者热衷于使用电脑来制作家庭数字电影、从互联网上下载数字音乐和电影。数字生活已越来越成为一种潮流。事实上,76%的中国互联网用户正在这样使用电脑,预计在此后12个月内,在家中享受娱乐的用户数量将增加到84%。

    利之所在,人必趋之。如此大的市场规模和如此快的生长速度,看得IT厂商们血脉贲张,从IT巨头到新兴的PC厂商,纷纷摩拳擦掌杀向这一领域。厂商们的转型,更是和摩尔定律的预定轨迹相背离,渐去渐远。“可以说过去人们对计算机的追求更多地在基本计算和基本应用功能上,现在更多地是应用,以娱乐为主体的一体化应用。这些需求不是CPU和操作系统能满足用户的。从一般的用户角度来说,人们更希望看到个人电脑可以充当电视、音乐、游戏等的全面终端,而不是目前的应用终端,CPU的速度固然重要,但不会是最重要的了,反而是内存、显卡、硬盘、以及外设等。”唐骏的话,道出了消费电子时代用户们注意力的转向。

    摩尔定律走向“脑死亡”

    但英特尔显然并不乐意承认摩尔定律的失效。“我经常会问自己,难道摩尔定律真的走到尽头了吗?但仅就目前而言,我还看不到这种迹象,至少在未来十年内摩尔定律将继续生效。”其首席技术官帕特里克·盖尔辛格不止一次在接受记者采访时如此表示。

    2005年3月初的IDF上,英特尔CEO贝瑞特信心满满地宣称:“我们未来的技术可做到5纳米,在这之后,会开始有漏电等问题。但每次我们遇到障碍,聪明的工程师都可以想出办法解决。”“相信新技术将延续摩尔定律的生命。”

    贝瑞特强调,在上个世纪70~80年代,摩尔定律的更换周期是12~18个月,到了现在,时间表只是有了轻微的改变,更换周期变为18~24个月。贝瑞特展示了未来6年内芯片制造业发展过程的路线图,英特尔今年将从90纳米制程向65纳米制程过渡。明年,英特尔计划转向45纳米工艺;2009年,达到32纳米工艺;在2011年,实现22纳米。更远地,在2020年左右将达到5纳米。单从技术上讲,芯片的复杂性仍然要求晶体管数量按时间成倍增长。

    但正如著名IT评论家方兴东指出的那样:“摩尔定律是以技术创新本身为中心的。根据摩尔定律,几十年来半导体产业一直受制于间歇性的周期,如同过山车一样剧烈起伏。好在巨大的痛楚过后,总会有美妙的复苏等在前面。这种期盼复苏的精神,几乎是这个水深火热的产业唯一的支柱。可是,去年盼今年,今年盼明年,年年在失望。其实,随着韩国半导体的雄起和中国半导体的崛起,全球半导体格局已经发生了根本性的变化,其周期规律也将完全不同。”摩尔定律的辉煌时期,已经一去不复返了。

    “未来的手机、家电会和PC形成一个综合体,形成互联互动。手机的电脑化和家电的智能联网已是大势所趋。”唐骏的话和我们对于未来电脑的展望不谋而合。当芯片主频不再成为IT技术的核心和关键,摩尔定律也就不可避免地走向了使命的终结。尽管芯片的主频还将不断发展,尽管摩尔定律还或多或少地发挥着作用,但正如被医生宣告“脑死亡”的病人那样,摩尔定律尽管还有呼吸还有心跳,却已经失去了回生的可能。随着市场需求向应用的转向,随着“频率至上”神话的远去,一直指挥着PC业向前冲的摩尔定律将渐渐被人们淡忘,一个旧的PC时代正渐去渐远。

关键词:摩尔定律

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