观察：芯片新纪元

      现在看来，芯片业不但将把摩尔定律进行到底，而且它的飞速发展再一次把软件技术甩在了身后。 
　　作者：李洋 
　　关于芯片的好消息在2007年的第一个季度里，一股脑的涌现出来。使得那条持续了40年的摩尔定律，在渐行渐远之际，又被拉回到产业中央。 
　　过去，为了延续摩尔定律，芯片产业一直在追求更高的集成度。这也就意味着，谁能够极大限度地提高芯片上必不可少的模块、微小的开关—晶体管的数量，并将传输速率和功耗降到最低，谁就取得了芯片革命的话语权。 
　　而无论是英特尔、惠普，还是IBM和AMD，都纷纷将研发的重心投向纳米工艺。去年，65纳米芯片已经全面实现量产；最近，有关英特尔即将推出45纳米(十亿分之一米)工艺芯片的传闻一直沸沸扬扬。45纳米芯片的量产即将进入一个关口，而与65纳米工艺相比，45纳米工艺可使晶体管的密度提高两倍，达到10亿个，开关速度可提高20%，而功耗可降低三成。按照此种速度推进，预计到2011年，芯片的制造工艺将可达到22纳米的级别。 
　　但是，越向前迈进，芯片产业遇到的技术瓶颈就越趋于复杂。产业现在形成了两个方向的突围之势：一方面在不改变原有工艺的情况下，在材料上下功夫；另一方面，则在设计环节出新。 
　　在材料方面，芯片巨头们已经跨入了一个金属时代。就在今年1月底，英特尔和IBM分别对外宣布，两家公司各自最新研究的新材料技术已经走出了实验室。这两位巨头不仅在公布消息的时间上仅相隔几个小时，而且在思路上也格外相似，即把晶体管中负责控制开/关功能的关键部分，用一种新型的合金材料来替代原有的硅。这将有效解决现有 

半导体生产中，随着晶体管缩小而产生的漏电和发热问题。 
　　“硅谷”并不用因此而重新命名，因为晶体管中的大部分材料仍将继续使用硅，因为再也找不到比它更为低廉的材料了。IBM的研究是与AMD及东芝等合作伙伴联手进行的，这意味着，英特尔还无法仅依靠这一技术远远地甩开对手AMD。不过，随着新材料而带来的成本提升，AMD要想进一步打好价格战恐怕将会更加艰难。 
　　几乎在同一时间，惠普也传出了好消息。与竞争对手不同的是，惠普的研究人员从改进芯片架构的角度来减小芯片的体积。简单的说，惠普是将芯片内部的一些东西放到外面来，用外置纳米线来取代芯片内部的通讯线。这样的做法让整个产业眼前一亮，因为这在降低缩小芯片体积难度的同时，有效降低了芯片的成本。但惠普表示，这一芯片模型还仅存于实验室中，真正投入生产要等到2010年。 
　　芯片产业正面临着一套全新的设计哲学：晶体管已不再像过去那样值钱，而曾经不被重视的能耗问题现在则被当作设计中的重点。厂商们在把越来越多的晶体管堆积在一起，过去的单处理器内核表现稳定，但现在纳米技术让每个芯片可容纳的内核数越来越多，但容错率和对软件的依赖程度却大幅提升。 
　　2月11日，英特尔对外宣布，已经成功开发出了世界上速度最快的芯片——可容纳80个内核。早在去年，英特尔就发布了针对这项技术的报告，而仅隔一年时间，英特尔便宣布这项技术将可在5年之内投入商用。这个尺寸只有指甲盖大小的芯片，能够以几乎难以想象的每秒1万亿次浮点运算速度运算。 
　　然而，业内人士在感叹硬件技术的快速发展之余，也开始为其配套的软件技术担起忧来。英特尔此次研发的这项80内核的芯片，尽管在能耗上仅为62瓦特，却将在很大程度上依靠编程技术。爱丁堡并行计算中心的马克·布尔博士认为，“英特尔的这一芯片技术改进，将促使软件编程技术为之发生一场变革。”