摩爾定律行將終結(jié)？

讓我們將目光轉(zhuǎn)向1965年，當(dāng)時(shí)，英特爾公司的聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾預(yù)測，在半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)，每18個(gè)月芯片上晶體管的數(shù)量就會(huì)翻番。幾乎半個(gè)世紀(jì)以來，摩爾定律一直有效，它使計(jì)算機(jī)越來越便宜，運(yùn)行速度越來越快，同時(shí)功能越來越強(qiáng)大。

　　然而，一直有專家提出警告稱，摩爾定律最終也會(huì)遭遇物理法則的阻撓，芯片讓人眼花繚亂的高增長勢頭必將終結(jié)。專家們的預(yù)測一直未曾發(fā)生，但是，這種想法也始終在很多人心中盤繞。

　　摩爾定律日薄西山？

　　美國《電子工程時(shí)報(bào)》(EE Times)網(wǎng)站近日刊文指出，今年4月7日，在2009年國際物理設(shè)計(jì)大會(huì)上，IBM的院士卡爾·安德森指出，摩爾定律很快就會(huì)成為歷史。

　　卡爾·安德森是IBM服務(wù)器部門負(fù)責(zé)物理設(shè)計(jì)和工具的研究人員。他認(rèn)為，就像之前的火車、汽車和航空工業(yè)一樣，半導(dǎo)體工業(yè)也已經(jīng)相當(dāng)成熟，持續(xù)創(chuàng)新的速度正在慢慢減緩。隨著半導(dǎo)體器件的尺寸和成本呈指數(shù)級(jí)下降，摩爾定律將會(huì)步入歷史的故紙堆。

　　安德森表示，多核微處理器等最前沿的芯片可能還會(huì)出現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長。但是，更多設(shè)計(jì)人員都發(fā)現(xiàn)，日常應(yīng)用并不需要最新的物理設(shè)計(jì)。因此，摩爾定律很快將失去效力。今天，僅僅高端的芯片制造商能夠負(fù)擔(dān)下一代芯片的研發(fā)和設(shè)計(jì)所需要的高昂成本，更不用說制造這些芯片了。

　　但也有業(yè)內(nèi)巨頭持不同看法。據(jù)美國媒體報(bào)道，今年4月8日，在2009年春季英特爾信息技術(shù)峰會(huì)(IDF)上，英特爾公司董事長克瑞格·貝瑞特指出：“指導(dǎo)英特爾發(fā)展多年的摩爾定律誕生于1968年，其將在未來15年中繼續(xù)發(fā)揮作用。”

　　英特爾公司首席技術(shù)官兼企業(yè)技術(shù)事業(yè)部總監(jiān)賈斯汀·瑞特勒在接受美國《商業(yè)周刊》采訪時(shí)也堅(jiān)持認(rèn)為，在接下來的10年里，英特爾公司能夠讓下幾代處理器上的芯片翻番。

　　并行計(jì)算：電腦變?nèi)四X

　　問題不在于容量，而在于速度。幾年前，微處理器的速度就達(dá)到了3GHz(吉赫)。此時(shí)，處理速度不能再進(jìn)一步增加，否則，微處理器就會(huì)因?yàn)檫^熱而融化。2004年，英特爾4GHz處理器計(jì)劃被迫取消，半導(dǎo)體廠商對晶體管數(shù)量和高主頻的不斷追求從此被畫上休止符。

　　為了解決這個(gè)問題，半導(dǎo)體行業(yè)開始讓幾個(gè)芯片同時(shí)做一件事情(多線程)，而不是讓一塊芯片以越來越快的速度處理一件事情。于是，出現(xiàn)了雙核和四核處理器(基于單個(gè)半導(dǎo)體的一個(gè)處理器上擁有兩個(gè)或者四個(gè)處理器核心)。瑞特勒說，10年內(nèi)，我們可能會(huì)見證擁有100個(gè)甚至更多內(nèi)核的處理器的誕生。

　　但是，這又提出了另外一個(gè)新問題：怎樣把這些細(xì)小的計(jì)算機(jī)引擎排放得當(dāng)，使得它們更好地發(fā)揮作用？操作系統(tǒng)還沒有準(zhǔn)備好，編程語言和程序開發(fā)工具也一樣。

　　其實(shí)，就連一直編寫軟件的程序員們自己的內(nèi)心也忐忑不安。他們過去編寫的程序都是在一個(gè)處理器引擎上運(yùn)行的串行軟件，而不是并行運(yùn)行的軟件。

　　微軟首席研究及戰(zhàn)略官克瑞格·蒙迪說：“過去50年來，我們一直使用一種方式編寫軟件，現(xiàn)在，我們要開始朝一個(gè)不同的模式轉(zhuǎn)變了?！?/p>

　　并行計(jì)算已經(jīng)出現(xiàn)一段時(shí)間了，但是，僅僅限于高端的超級(jí)計(jì)算機(jī)，為這些超級(jí)計(jì)算機(jī)編寫程序相當(dāng)困難而且也耗費(fèi)時(shí)間。

　　對普通的程序員來說，現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是他們能否編寫在并行計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件，同時(shí)讓成本更低。蒙迪預(yù)計(jì)，微軟將找到解決的方式。

　　蒙迪說，畢竟人類的大腦本身就是一個(gè)相當(dāng)龐大的并行計(jì)算機(jī)，編寫出能夠并行運(yùn)行的程序是使計(jì)算機(jī)更像人類一樣工作而不僅僅只是個(gè)機(jī)器的關(guān)鍵。

　　世界上沒有亙古不變的絕對真理，摩爾定律也有湮沒于歷史的塵埃中的一天。其實(shí)，早在2005年，戈登·摩爾本人就曾表示：“摩爾定律不可能永遠(yuǎn)持續(xù)下去。因?yàn)樾酒捏w積越來越小，并且已經(jīng)接近原子的體積，這就是一個(gè)根本性的障礙，統(tǒng)治半導(dǎo)體業(yè)40年的摩爾定律有可能在未來10年至20年內(nèi)被打破。”

　　現(xiàn)在，我們還無法準(zhǔn)確斷定摩爾定律還能管用多久，所有的預(yù)測和猜想都預(yù)示著下一次技術(shù)的革新和騰飛。以目前的情況來看，雖然多核技術(shù)發(fā)展迅速，但是，其普及還需要軟件的支持以及完整的產(chǎn)業(yè)鏈的建立。