“我把整个公司的赌注都押在 18A 上” 英特尔 首席执行官帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 今年早些时候接受采访时表示,这对于非技术人员来说是令人费解的说法,但其背后的故事是任何人都可以理解的,值得了解。它令人振奋地提醒人们,人类的创造力是无穷无尽的,与各种挑战相关。
至于基辛格到底在说什么:英特尔是世界上最杰出的计算机芯片设计者和制造商之一,而18A是英特尔打算明年开始批量生产的芯片。不过,这将是有史以来最先进的芯片 台积电 全球最大的芯片制造商台积电 (TSMC) 将于明年开始量产一款据称至少可与 18A 相媲美的芯片。该名称 18A 表示芯片上晶体管的密度等,数字越小,密度越高。这是迄今为止芯片数量最少的; 18A 表示 18 埃,一埃是十亿分之一米。业界的其他公司都用纳米来标记芯片。台积电的新芯片是 2 nm,按照这个标准,18A 将是 1.8 nm。即使不了解生产过程,我们也会对其无限小的规模感到敬畏。芯片制造商现在在原子水平上工作。例如,硅原子的宽度为 0.21 纳米。
原子物理学就足够了。重要的是,这些新芯片不仅仅是令人震惊。他们本来应该是不可能的。著名的摩尔定律指出,芯片上的晶体管数量(基本上是晶体管密度)每两年左右就会翻一番。几十年来事实证明它是正确的,但就连戈登·摩尔本人也承认,“它不可能永远持续下去。”物理定律只允许晶体管变得这么小。关键问题是到底有多小。
多年来,专家们一直自信地错误地预测了答案。有人说2010年将是终结,届时最先进的芯片是28纳米。在芯片制造商突破这一水平后,一组新的预测者将 2020 年视为极限,届时领先优势为 5 纳米。然而现在,即使是英特尔的 1.8 纳米芯片也还没有结束。该公司的下一款芯片——1.4 nm——正在开发中。
怎么会这样呢?答案分为两部分,这两部分都与人类的聪明才智广泛相关。
· 芯片制造商及其供应商不断寻找创新的新方法来延长摩尔定律的寿命,而这是预言家无法预见的。 例如,芯片制造商想出了如何将晶体管组件堆叠在一起,将更多的计算能力集成到给定的空间中。另一个例子:芯片制造涉及通过掩模将光照射到硅晶片上,但随着晶体管变得越来越微观,很难使用波长足够短的光来打印清晰的图案。荷兰芯片制造设备制造商 ASML 开发了能够处理必要的极紫外光的机器,如果没有这些机器,就无法制造当今最先进的芯片。为了生产 18A,英特尔首席执行官基辛格与 ASML 进行了谈判,希望能够第一个接收该公司的最新型号。
· 公司都在绕开摩尔定律。 添加更多晶体管并不是从芯片中获得更多价值的唯一方法。先进的算法和软件现在可以帮助用户从计算机芯片中获得更好的性能。芯片制造商还生产专为特定应用(例如人工智能)设计的芯片。这些芯片并不是在所有方面都是最好的,但它们非常适合特定任务。 博通,这家科技公司拥有 悄然成为全球最有价值的公司之一,设计了很多这样的芯片。
严格来说,摩尔定律已经不再有效。随着晶体管接近原子尺度,芯片上的晶体管数量不会每两年增加一倍。但那又怎样呢?计算继续以惊人的速度发展——量子计算和其他奇迹即将出现——而这才是最重要的。
摩尔定律的传奇就是我们几乎总是低估人类聪明才智的一个例子。计算机语言翻译领域的早期研究人员对于该领域能否超越 20 世纪 60 年代中期几乎无用的状态持悲观态度,但如今您的手机上有一个免费应用程序,可以很好地实现 100 多种语言之间的互译,而且还在不断改进。麻省理工学院教授休伯特·德雷福斯 (Hubert Dreyfus) 在 1972 年出版的一本名为《 计算机不能做什么,人们几乎看不到计算机在下棋方面能够取得超越当时平庸水平的重大进步的希望。还有一个 国际商业机器公司 1997 年,计算机击败了世界冠军加里·卡斯帕罗夫,卡斯帕罗夫告诉我,今天你手机上的免费国际象棋应用程序比击败他的计算机更强大。
目前尚不清楚帕特·基辛格 (Pat Gelsinger) 的英特尔救援计划或任何个人任务会发生什么。但总的来说,随着时间的推移,我们可以确定至少有两件事将是无限的:人类的欲望和人类的聪明才智。我们总是不满意,有问题需要解决,但我们总是会找到令人惊讶的、意想不到的解决方案,至少解决其中的一些问题。在这个动荡的世界里,这并不是乐观的基础。