幾十年來,由于芯片封裝的晶體管數量大約每兩年翻一番,所以計算機的處理能力一直保持穩步增長。
這個被稱為摩爾定律的理論,已經持續了很長一段時間,然而最近處理器巨頭英特爾宣布將從根本上改變計算機芯片制造方式之后,這個定律將遭遇又一重擊。
英特爾將放棄已經使用了多年的“tick-tock”芯片制造方式,而這似乎與在芯片表面縮小晶體管和電路的難度越來越大有關。
“tick-tock”模式是英特爾制造新芯片的方法。大概每隔一年,英特爾就會對自己的晶圓工廠進行升級,采用更小的晶體管和電路,從而增加晶體管密度,提高處理器的性能和能源效率。這就是所謂的“tick”。
在這些tick年之間,英特爾會發布采用全新微架構的芯片——這被稱為“tock”。
這樣就形成了一個循環,這一年英特爾發布基于全新微架構的芯片,接下來一年發布基于相同微架構的新芯片,但是在制造工藝上封裝了更小、更高密度的晶體管。
現在這種方式將會發生改變。英特爾宣布將會放慢縮小芯片晶體管的步伐。
英特爾將會轉向所謂的“處理、架構、優化”這個路線,而不是采用“tick-tock”的制造方式。
英特爾已經在現有基于14納米制造工藝的處理器上正式采用這種方法。14納米的大小,與晶體管在芯片表面封裝緊密相關。隨著英特爾不斷縮小芯片晶體管,納米數也在縮小。
英特爾已經計劃發布2款14納米芯片——Broadwell和Skylake——然后在2016年發布一款10納米芯片,Cannonlake。然而,去年英特爾宣布將10納米Cannonlake的發布推遲到2017年,會在2016年底發布另一款14納米的芯片Kaby Lake。
Kaby Lake并非是縮小版的Skylake,或者基于新的微架構,而是采用與Skylake相同的微架構,但是性能有所增強,增加了新的功能。
英特爾已經表示,未來發布芯片時將繼續采用這種更持久的方式,至少是在不遠的未來,而且在發布基于10納米制程工藝的時候也將采取類似的策略。
“我們將會延長采用14納米和下一代10納米制程技術的時間,進一步優化我們的產品和制程工藝,同時滿足每年推出產品的市場節奏,”英特爾在10-K文件中這樣表示。
沒有了更小制程工藝或者全新微架構所帶來的改進,英特爾新的芯片對于消費者和企業來說會有多大吸引力,這一點有待觀察。Kaby Lake賣得怎么樣,可能要取決于它比Skylake相比可以帶來多么顯著的性能提升。
該文件中并沒有說明制造放緩背后的原因,但是英特爾首席執行官Brian Krzanich此前曾探討過10納米以下制造芯片的難度。
“隨著你不斷嘗試和縮小尺寸,光刻就變得越來越難,你要做的多模式步驟也越來越多,”他在去年的電話會議上這樣表示。
由于傳統光刻方法的局限性,10納米及10納米以下的芯片制造存在著電流泄漏的問題。雖然英特爾、三星和TSMC都在制造這種尺寸芯片的過程中探索所謂“極紫外光刻”技術,但是這種方法到目前也并沒有運用于生產中。
英特爾并不希望制造工藝的放緩導致自己落后于競爭對手,考慮到目前英特爾在制程工藝方面的領先地位。
“我們在過渡到下一代制程工藝、利用這種技術將產品帶入市場方面處于市場領先地位,”英特爾在該文件中這樣寫道。
芯片制造商TSMC預計要到2017年才會開始大量制造采用7納米制程工藝的芯片。
這種在制程工藝上的改變,對于消費者和企業來說可能有一個好處,那就是設備更容易升級了,因為現在英特爾新的芯片不需要像以前那樣頻繁地更多新主板插槽。