摩尔定律又失效了,一块手表将替代全世界的计算机

  但也正是因为这种观测和推测,摩尔定律严格的说并不难算“定律”,它只不过是描述了一种让电脑价格成倍降低的生产制造过程变化的速度。而且摩尔定律的雏形甚至算不上严谨,摩尔本人在联合好朋友诺伊斯创立英特尔之后的1975年,在IEEE国际电子组件大会上提交了一篇论文,根据当时的实际情况对摩尔定律进行了修正,把“每年增加一倍”改为“每两年增加一倍”,而普遍流行的说法是“每18个月增加一倍”,所以现在的“摩尔定律”很难算得上是原汁原味的“摩尔定律”。

  1997年9月,摩尔在接受一次采访时声明,他从来没有说过“每18个月增加一倍”,而且 SEMATECH 路线图跟随24个月的周期。后来还出现了很多新摩尔定律,以及人们把摩尔定律套用到任何以指数式发展的行业或者用以不费力地解释现象。即使摩尔定律的内涵变得越来越宽泛而不够“科学性”,但是你依然无法否认摩尔定律的作用和意义,至少英特尔这家公司自身就是一个强力的佐证,见证着摩尔定律的辉煌。

  

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  图片来自forbes

  1965 年

  戈登·摩尔在《电子学》杂志上的一篇文章中,提出了他关于电子元件排布密度的著名观察论断。

  1971 年

  英特尔推出首款微处理器 4004,引领世界进入消费者科技时代。

  1977 年

  在能力稳步增强的微处理器的帮助下,苹果推出早期最成功的个人计算机之一 Apple II。

  1989 年

  英特尔推出用于超级计算领域和科学领域的 i860 处理器。这是第一款容纳了超过 100 万晶体管的微处理器。

  1993 年

  英特尔宣布打造 Pentium 处理器,该处理器容纳的晶体管数量是公司此前处理器的三倍。

  2005 年 7 月

  微处理器停止发展的脚步,芯片面临着一大威胁:其运转温度很有可能会变得和太阳表面温度一样高。

  2007 年

  单枚微芯片上可以容纳的晶体管数量超过了十亿,苹果推出第一款 iPhone,将手机变成一种掌上电脑。

  2015 年

  英特尔延后了将业务转向以下一代十纳米级制造工艺为基础打造的微处理器的时间,暗示摩尔定律已经失效。

  有了摩尔定律的存在,让所有IT从业者意识到自己必须以更短的时间,投入更多的资金来保证下一代产品的顺利开发,而不至于被淘汰。同样的,如果完全按照摩尔定律,那所有顾客都等个十几个月或者几个月,买更便宜的不就好了,那生产计算机和配件的厂商可就太惨了。事实并非如此,你现在买一台电脑,并不比十年前便宜多少。速度用起来有快几百倍么?好像也没有。

  因为软件和系统在吃掉根据摩尔定律不断推陈出新的硬件,很多年前整个电脑系统也就几十K,软件也非常小,但是现在一个系统甚至一个软件动辄好几个G。所以你并不会觉得现在的电脑运行速度疾如闪电,即使英特尔的酷睿i5处理器,处理性能是英特尔早期的4004处理器的3500倍,能效是9万倍,成本便宜了6万倍。打游戏该卡还是卡。同样的,如果软件和系统不升级,用户就没有动力买新的硬件,新的CPU,即使硬件发展再快也毫无用处。

  另一方面,指数爆炸增长是非常可怕的,对于硬件行业很快就会走到瓶颈,摩尔本人曾经就说过,任何事物都会有极限,受到一些自然基本法则的支配。

  我记得史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)曾经到硅谷做过演讲。演讲结束后,有人问他怎么看待集成电路的技术极限。尽管史蒂芬对集成电路了解不深,但他提出了两个技术极限:光的极限速度和物质的原子本质。我非常同意他的观点。我们目前已经很接近“原子”极限(注:晶体管的尺寸已到了100纳米以下,而原子的直径在0.01纳米到0.1纳米之间)。而芯片的运行速度也越来越快,但离光速(注:真空中光速最快,为3*108m/s)还很远。这两个都是最基本的自然法则,我们很难达到和超越这个极限。这也是未来几十年里工程师们需要接受的挑战。

  一旦我们突破了这些极限,事情就完全不一样了。技术的发展再也不是让东西变小、排布更密。那个时候,一块芯片上能够继承几十亿个晶体管,我们的创新空间也会前所未有的大。现在还有其他技术蕴含的发展潜力可能会超过集成电路。纳米产品也开始走入市场,石墨氮原子层等新材料也吸引了工程师们的目光。我并不是很了解这些领域,无法明确哪个领域会最快突破,但这些领域的发展速度很难和集成电路相媲美。毕竟,很难有技术能击败继承了几十亿甚至上百亿个晶体管的芯片。