如果你從事IT工作，那么你就應(yīng)該聽過摩爾定律，其一直推動著英特爾的芯片以穩(wěn)步的節(jié)奏向前發(fā)展。摩爾定律是由Intel名譽董事長戈登·摩爾經(jīng)過長期觀察得出的結(jié)論，是指集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。后來摩爾定律被引入到其他高科技行業(yè)，用來形容技術(shù)快速發(fā)展帶來的性能提高。
摩爾定律的誕生及發(fā)展：
1965年，戈登·摩爾為準(zhǔn)備一個關(guān)于計算機存儲器發(fā)展趨勢的報告整理了一份觀察資料。在開始繪圖數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)了一個驚人的趨勢，每個新芯片大體上包含其前任兩倍的容量，每個芯片的產(chǎn)生都是在前一個芯片產(chǎn)生后的18-24個月內(nèi)。如果這個趨勢繼續(xù)的話，計算能力相對于時間周期將呈指數(shù)式的上升。
世界上第一顆處理器在1970年英特爾誕生。當(dāng)時這顆命名為4004的處理器采用的是10微米的制作工藝，內(nèi)部當(dāng)時僅集成2250個晶體管，處理器主頻僅為0.74MHz，只能進行簡單的4位運算。這一處理器的出現(xiàn)，揭開了英特爾統(tǒng)治處理器市場的篇章，一直到如今，英特爾都是處理器市場上的霸主。
40多年以來，摩爾定律一直敦促著處理器不斷發(fā)展，從當(dāng)初的4004的0.74MHz，到奔騰4的3.08GH在，英特爾不斷刷新著頻率的極限，而為了解決執(zhí)行效率低下功耗大的問題，英特爾又轉(zhuǎn)向多核心處理器研發(fā)方面。在2005年4月，英特爾推出了首款用于桌面PC的奔騰D雙核處理器，標(biāo)志著英特爾已經(jīng)開始了多核化步伐，多核技術(shù)成為英特爾之后的主要發(fā)展方向。
兩個核心共享前端總線，帶寬并沒有提升，并且功耗相對單核至強也并沒有降低?？梢哉f從Paxville上沒有太多的創(chuàng)新和優(yōu)勢。但英特爾在多核處理器上的步伐并沒有停滯，在這里我們不得不提到英特爾的“Tick-Tock”，即擺鐘式發(fā)展步調(diào)，每隔兩年就會推出新的制程技術(shù)，然后隔年推出新的微構(gòu)架。
英特爾“Tick-Tock”
英特爾遵循著Tick-Tock發(fā)展戰(zhàn)略，在多核技術(shù)上穩(wěn)步的進步著更新?lián)Q代。很快英特爾就進入到了65、45、32納米時代。目前，Intel的面向桌面PC的處理器酷睿i7的最大核心能夠達到8核心。面向服務(wù)器市場的至強E7處理器最高核心數(shù)量已經(jīng)達到10核心設(shè)計，讓處理器的性能大幅提高。這些都是摩爾定律的促進作用!
制約摩爾定律的因素
摩爾定律已經(jīng)問世40多年。人們不無驚奇地看到半導(dǎo)體芯片制造工藝水平以一種令人驚訝的速度提升。但人們不禁想問：摩爾定律能促進推出性能更強的芯片，但這種令人難以置信的發(fā)展速度會無止境地持續(xù)下去嗎?
只要通過簡單的邏輯推理就可以知道：芯片上元件的幾何尺寸總不可能無限制地縮小下去，這就意味著，總有一天，芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會達到極限。業(yè)界已有專家預(yù)計，芯片性能的增長速度將在今后幾年趨緩。一般認為，摩爾定律能再適用10年左右。其制約的摩爾定律發(fā)展因素有兩個，一是技術(shù)另一個是經(jīng)濟。
技術(shù)制約因素
從技術(shù)的角度看，隨著硅片上線路密度的增加，其復(fù)雜性和差錯率也將呈指數(shù)增長，同時也使全面而徹底的芯片測試幾乎成為不可能。
芯片單位面積上可集成的元件數(shù)量會達到極限，這種情況下材料的物理、化學(xué)性能將發(fā)生質(zhì)的變化，致使采用現(xiàn)行工藝的半導(dǎo)體器件不能正常工作，摩爾定律也就要走到它的盡頭了。
經(jīng)濟制約因素
從經(jīng)濟的角度看，正如上述摩爾第二定律所述，目前是20-30億美元建一座芯片廠，線條尺寸縮小到0.1微米時將猛增至100億美元，比一座核電站投資還大。這種費用已經(jīng)使越來越多的芯片廠商推出了發(fā)展的行列。
而且即使作為英特爾這樣的巨頭，花費如此巨大的資金投入而為了追求性能的提高并不具有實際的意義，摩爾定律的收益會隨著工藝的難度上升而遞減，著也大大增加了研究的難度。
然而，也有人從不同的角度來看問題。有人也認為，摩爾定律實際上是關(guān)于人類信念的定律，當(dāng)人們相信某件事情一定能做到時，就會努力去實現(xiàn)它。摩爾當(dāng)初提出他的觀察報告時，他實際上是給了人們一種信念，使大家相信他預(yù)言的發(fā)展趨勢一定會持續(xù)。
毫無疑問，摩爾定律對整個世界意義深遠。在回顧40年來半導(dǎo)體芯片業(yè)的進展并展望其未來時，信息技術(shù)專家們說，在今后幾年里，摩爾定律可能還會適用。但隨著晶體管電路逐漸接近性能極限，芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運行也難以控制，半導(dǎo)體晶體管將不再可靠。摩爾定律肯定不會在下一個40年繼續(xù)有效。摩爾定律壽終正寢是不能改變的事實，只不過是時間上的問題。
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