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為什么芯片那么難制造?

作者:本站收錄
來(lái)源:中國(guó)AI先鋒周刊
日期:2018-08-13 10:15:55
摘要:一款成熟的芯片還要考慮功耗、發(fā)熱以及量產(chǎn)等方面的問(wèn)題,再加上長(zhǎng)久的用戶實(shí)際體驗(yàn)改進(jìn),等到真正成為一款成熟的芯片真是難上加難,正所謂芯片行業(yè)是個(gè)“十億起步,十年結(jié)果”的行業(yè)。

  為什么芯片那么難制造?

  芯片為什么難造?是缺錢還是缺技術(shù)?我想大概有以下幾個(gè)方面:

  首先,芯片不像是軍火武器,研發(fā)成功能爆炸就可以了。

  一款成熟的芯片還要考慮功耗、發(fā)熱以及量產(chǎn)等方面的問(wèn)題,再加上長(zhǎng)久的用戶實(shí)際體驗(yàn)改進(jìn),等到真正成為一款成熟的芯片真是難上加難,正所謂芯片行業(yè)是個(gè)“十億起步,十年結(jié)果”的行業(yè)。

為什么芯片那么難制造?

  芯片研發(fā)之后,要放到市場(chǎng)上售賣,這其中還要面對(duì)各大芯片企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)。

  英特爾、ARM等等,這些巨頭不僅可以通過(guò)技術(shù)手段殺死對(duì)手,還可以用價(jià)格戰(zhàn)將競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品打壓下去。

  芯片技術(shù)的更迭速度是非??斓模栽谛酒袠I(yè)追趕他人非常難。

  當(dāng)一款芯片費(fèi)勁千辛萬(wàn)苦趕上了別人的技術(shù),被研制出來(lái),別人另一款技術(shù)含量更高的芯片也隨之出爐。這時(shí)候人們當(dāng)然愿意選擇更好的芯片使用,那對(duì)于追趕者來(lái)說(shuō),這幾十億幾百億的投資也就付之東流了,這樣的風(fēng)險(xiǎn)使得人們不愿意涉足這個(gè)領(lǐng)域。

  中國(guó)如今的市場(chǎng)上,各種各樣的賺錢機(jī)會(huì)比比皆是,就算科學(xué)家們有雄心,企業(yè)的股東也不會(huì)愿意把錢投在芯片這個(gè)領(lǐng)域。

  第四次工業(yè)革命的方向是什么?

  第四次工業(yè)革命,簡(jiǎn)而言之,是以人工智能為首的一系列新技術(shù)的革命時(shí)代。大數(shù)據(jù)+機(jī)器的深度學(xué)習(xí),敲響了未來(lái)之門,為人類拉開了第四次工業(yè)革命的序幕,也讓每一個(gè)人的生活從此發(fā)生翻天覆地的變化。

為什么芯片那么難制造?

  人工智能

  人工智能,英文簡(jiǎn)稱為AI,是第四次科技革命最為代表性的技術(shù)。前段時(shí)間,百度公開宣布推出自動(dòng)駕駛車,而這,就是人工智能在家用領(lǐng)域中的一個(gè)典型體現(xiàn)。

  人工智能是讓計(jì)算機(jī)模擬人類思維、采用人類的思維方式去運(yùn)算,最終去做之前只有人才能夠做的工作。而目前來(lái)說(shuō),全世界對(duì)人工智能的關(guān)注度都非常高,而人工智能的發(fā)展也正如火如荼的進(jìn)行著。相信不久之后,就會(huì)有更多的人工智能進(jìn)入到人類的生活和生產(chǎn)過(guò)程中來(lái),極大的改變著當(dāng)今世界的樣貌。

  清潔能源技術(shù)

  清潔能源技術(shù)的開發(fā)同樣也是第四次工業(yè)革命的重點(diǎn)所在。

  在經(jīng)歷了“煤”的革命和“電”的革命之后,地球環(huán)境受到嚴(yán)重的影響,能源被大量運(yùn)用,不僅產(chǎn)生了大量的廢料污染環(huán)境,同時(shí)也會(huì)給地球造成“不可持續(xù)發(fā)展”的隱憂。

  因此,清潔能源的開發(fā)利用便成為了當(dāng)今社會(huì)的重點(diǎn)關(guān)注所在。太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能、地?zé)崮?hellip;…這些清潔的可持續(xù)能源的利用程度,決定著人類未來(lái)的環(huán)境,以及人類未來(lái)文明的發(fā)展。

  量子信息技術(shù)

  量子物理與量子信息技術(shù)相結(jié)合,產(chǎn)生了最為尖端的量子信息技術(shù)。

  物理學(xué)將最小單位稱之為量子,對(duì)于人類而言,這小小的量子所蘊(yùn)含的世界是巨大的,甚至包含了未知的宇宙之謎。

  量子信息技術(shù)的發(fā)展不僅有希望為人類帶來(lái)難以想象的運(yùn)算速度和科技革新,更是一道通往宇宙奧秘的大門,為人類的外太空之旅創(chuàng)造了可能。

  CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核行嗎?

  技術(shù)路線的選擇要考慮可行性,所謂可行性不僅僅包括能否實(shí)現(xiàn),還包括實(shí)現(xiàn)難度是不是在可接受的范圍,實(shí)現(xiàn)的成本是不是可以承擔(dān)。而把CPU做成一個(gè)性能超強(qiáng)的單核,技術(shù)難度大,成本也高,并不實(shí)用。CPU之所以選擇了多核心發(fā)展,就是因?yàn)閱魏诵暮茈y繼續(xù)做下去,無(wú)法持續(xù)穩(wěn)定提高性能,廠商才做的多核心。

為什么芯片那么難制造?

  單核性能的提高遇到了瓶頸,多核處理器技術(shù)的成熟共同決定了多核處理器成為技術(shù)發(fā)展的主流選擇,而單核處理器被拋棄。

  我們看看當(dāng)年的幾代入門級(jí)處理器的性能,就會(huì)發(fā)現(xiàn),單核性能的提升已經(jīng)進(jìn)入了瓶頸期。第四代入門級(jí)的 i3 4130 CPU,單核性能成績(jī)?yōu)?1982。上一代入門級(jí)的 i3 3220 CPU,單核性能成績(jī)?yōu)?1759。再上一代入門級(jí)的 i3 2130 CPU,其單核性能成績(jī)?yōu)?1744。經(jīng)歷三代升級(jí),性能的提升微乎其微。一般認(rèn)為,只有性能提升五成以上才會(huì)有比較直觀的感受。因此,單核性能的突破是一個(gè)難以克服的困難,不一定說(shuō)完全不能實(shí)現(xiàn),但至少是一件非常困難的事情。從理論上來(lái)說(shuō),從1990年左右開始,提高芯片的性能主要方法有兩種:

  在有限面積內(nèi)加入更多的場(chǎng)效應(yīng)管;

  提高時(shí)鐘。

  經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展之后,我們已經(jīng)幾乎把這兩種方法應(yīng)用得爐火純青,單核CPU想要繼續(xù)突破面臨著難以克服的功耗和發(fā)熱問(wèn)題,而時(shí)鐘也會(huì)受到限制。相比之下,多核CPU可以通過(guò)并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)降低時(shí)鐘的目的,與此同時(shí)維持原有的計(jì)算能力。而多核處理器的協(xié)同能力則隨著技術(shù)成熟而變得穩(wěn)定高效,在這個(gè)情況下,回歸單核路線,嘗試做一個(gè)超強(qiáng)的單核處理器是不符合現(xiàn)實(shí)需求的做法。

為什么芯片那么難制造?

  而從另外一個(gè)角度來(lái)說(shuō),就算我們繼續(xù)發(fā)展單核技術(shù),不計(jì)代價(jià)投入,不計(jì)成本生產(chǎn)出來(lái),但是,理論來(lái)說(shuō),單核處理器的性能是會(huì)有上限的,這個(gè)上限一定會(huì)比多核處理器低。這就好比一個(gè)人可以通過(guò)鍛煉提高身體力量,但是你再能打,來(lái)十個(gè)二十個(gè)人,你也夠嗆能對(duì)付吧?所以,個(gè)體的提高很重要,但是多人合作,良好的協(xié)作才是提高戰(zhàn)斗力更有效更現(xiàn)實(shí)的選擇。同樣的道理,當(dāng)多核處理器可以良好協(xié)作的時(shí)候,取代單核處理器成為技術(shù)選擇的主流也是情理之中的事情。超強(qiáng)單核的技術(shù)構(gòu)想則不實(shí)用,太昂貴,并不存在實(shí)際可行性。

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