摩爾定律已死，接下來如何是好？

編者按：本文作者 tom simonite 是《麻省理工科技評論》舊金山分部的主編，喜歡算法、網際網路以及晶片人機互動等多樣化的選題，主導矽谷新觀點的報道，涉及科技巨頭、初創公司和學術實驗室等各種領域。

體積不斷縮小的的半導體已經為計算的進步提供了 50年 的動力——但是現在必須找到其他方式使計算機能力變得更強。

移動端軟體、視訊遊戲、電子表格、和精準的天氣預報： 這些改變我們生活的事物，僅僅是在過去的五十年中，通過可靠的、指數增長的計算機晶片能力變得可能的幾個案例而已。

但是近年來，科技公司必須更加努力才能為我們帶來電腦的進階使用案例。持續向晶片中塞進更多的矽半導體被稱為是 “摩爾定律”，一直是計算領域充滿活力的創新的原料。但是它現在看起來在逐漸減速，直至停止。

“我們必須要問，對于移動裝置、資料中心和自動汽車領域來說，這将會變成一個麻煩嗎?” 密歇根大學助理教授 thomas wenisch 表示。“我認為答案是肯定的，但是會展現在不同時間尺度上。”

摩爾定律以英特爾聯合創始人 gordon moore 命名。他在 1965年 發現半導體體積減小的速度非常之快，以至于每年可以安裝到晶片上的半導體的數量可以翻一倍， 這個幅度在 1975年 修正為每兩年翻一倍。

晶片工業在英特爾的領銜下始終遵循着摩爾的預期。計算公司發現它們能用持續供應的額外半導體做很多事情。但是英特爾新一代的小至 10 納米半導體技術從 2016 推遲到了 2017年年 底。英特爾同時決定增加更新至新一代技術的間隔時間。由包括世界上最大的晶片生産商在内的産業叢集維系的摩爾定律技術藍圖就這樣被廢棄了。英特爾暗示矽半導體體積的減小隻能再維持五年。

根據 wenisch 的猜測，我們口袋中的 “電腦” 很可能會比其他類型的計算裝置更晚受到影響。支援移動裝置的晶片是英特爾之外的公司提供的，這些晶片被認為稍稍落後于半導體工藝。

wenisch 表示，移動處理器并沒有像那些無法移動的機器那樣将一些完善的設計工藝充分利用。

wenisch 說：“你可能會在移動裝置上擁有一代或者兩代更新。”

但是，很多移動裝置需要依靠數十億美元的資料中心才能為我們所用，而摩爾定律的終結會立刻令其頭疼。每一代更密集地擠滿半導體的最進階新型晶片一經推出，谷歌和微軟這樣的公司就急切地将其加以利用。

wenisch 說，像英特爾這樣主宰晶片市場的公司和他們最大的客戶将不得不走向創新。要得到更強的計算能力，其他可選的方法包括更加努力地提升晶片的設計以及使晶片專業化以加速特定的關鍵算法。

例如，對于被稱作 “深度學習” 的強大的機器學習技術來說，代數異常關鍵。是以，對于針對代數進行調優的矽元素的需求似乎必然會變得強烈。圖形晶片公司英偉達和幾家初創公司已經向那個方向前進。

微軟和英特爾同樣也在朝着相似的方向努力——它們在被稱作 “現場可程式設計門陣列” 的可重構晶片上運作一些代碼以獲得更高的效率。英特爾花費了 170 億美元收購了業内領先的現場可程式設計門陣列制造商并且正在把它的技術改編進自己的資料中心。

勞倫斯伯克利國家實驗室副主任 horst simon 表示，世界上最強大的計算機似乎已經感覺到了摩爾定律的終結時間，沒有像之前的速率那樣更新。

“過去三年我們見證了某種停滞”，simon 說。對于那些依賴超級計算機研究項目，例如了解氣候變化、開發新電池和超導體材料、以及改進藥物設計來說，這是一個壞消息。

simon 說即将到來的半導體密度的瓶頸期會激發超級計算機和資料中心設計者重繪計算機基本架構的興趣。摒棄自從二十世紀四十年代以來就一直依賴的特定設計結構可能會釋放巨大的效率。然而，想要利用這些進步，我們需要重新考慮多種軟體的設計，還需要程式員改編他們的習慣。

麻省理工斯隆商學院助理教授 neil thompson 表示，不管你對哪一種計算機更感興趣，關鍵問題在于在摩爾定律終結之後，向計算公司敞開的創新管道是否能夠提供相近的回報。“我們知道其他事情也很重要，但是問題是，它們是一個量級嗎?” 他說。

其中一個認為它們并不是同一量級的原因是：公司們不得不在新的複雜的路上共同努力，還不能像過去那樣保持産品和研發計劃的同步。

“摩爾定律的一個最大的用處就是作為協調裝置，”neil thompson 說。“我知道兩年後我們能依賴它的能力，我還能發展這一功能——如果你是英特爾，你就能知道人們正是以進行研發，而且新型晶片是有市場的。”

摩爾定律一旦失效，能惠及所有公司，而不隻是那些有充分理由進行合作的公司。

本文轉自d1net（轉載）