首页 新闻 搜索 短信 分类 聊天 导航
新浪首页 > 科技时代 > 硬件 > 正文
摩尔定理到底过不过时?30GHz速度天方夜谭?

http://www.sina.com.cn 2001年11月23日 11:49 新浪科技

  对于那些下一代微处理器的设计者们来说,英特尔公司奠基者之一戈登-摩尔的“摩尔定理”正在变成诅咒,他们好象已经无路可走了。

  根据“摩尔定理”,每过18到24个月,芯片上晶体管的数量都将有可能翻一番。数年以来,这一定理一直在这个高科技产业中指导着设计者们的工作。然而如今,芯片设计者们开始逆其道而行之了。十年之后,芯片的处理速度将达到30GHZ,每秒钟可以完成一万亿次的
运算。如果按照摩尔定理来算的话,那时的芯片将会和一个核电厂一样大。

  英特尔微处理器研究实验室主任简森-齐勒称:“能源是一面墙,我们进入到了一个能源短缺的时代,芯片设计面临着一次变革。很多年来,这一产业一直是以处理器的速度为发展重心,从一赫兹发展到一兆赫兹,再到一千兆,数字是最关键的。”

  要想在处理器中节约能源不会是一件轻易的事情,而且晶体管越小,其制作要求就越高。要想使沿着历史轨迹走下去的话就必须达到以下几点:双芯片技术、为处理器提供电能的微能量源、可以代替硅或对硅的性能加以促进的新化学原素。

  制作工艺的革命

  设计者们面临的主要问题是芯片尺寸需要缩小的问题。根据摩尔定理就必须同时缩小晶体管的尺寸,只有缩小了晶体管的尺寸设计者们才能在更小的芯片上放下更多的芯片。然而更多的晶体管就意味着更多的电流,在处理速度提高的同时却使制作工艺更为复杂。

  那么,如何解决这些问题呢?一些人说通过实验解决。使用光纤和激光代替铜线或铝线,可以在节省能源的同时提供更好的处理能力。虽然目前这种作法费用还过高,但以后或许可以有所改变。

  纳米称与时钟

  与此同时,IBM公司提出十年以后使用纳米碳管代替目前的晶体管。不管怎样,目前的铜线或铝线都将是要寿终正寝的。

  太阳微系统公司奥斯汀设计中心高级主管大卫-托特尔称,还有一些设计者想到了使用异步时钟技术,这样可以不必要求计算机同时实现不同的功能,从而减少计算的任务。

  处理器尺寸的缩小还需要缩小线路的大小。平版印刷中晶体管使用的光波长为250纳米,大约是当今130纳米芯片的两倍。为了克服这一困难,采用Numerical公司的工艺将会适当减少照射到纸张上的光柱。英特尔4004芯片三位奠基工程师之一的斯坦-马扎尔称:“你可以制作出图像、阴影和非常好的几何图形。”

  极端紫外线平版印刷技术将于2005年在芯片制作过程中加以使用,它可以使设计者制作出平均70纳米的芯片。虽然这一技术使用的是一种非常好的光源,但Numerical技术依然会广泛使用,因为新技术不可能会在一天之内得到普及。

  英特尔公司装配技术发展部门的技术顾问库什科-班内依指出,体积更小的芯片要求将其与计算机其它部件相联的芯片包中使用更为密集的线路才能与之其匹配。此外,新型芯片包中还得有一个小型能量供应器,为芯片上各个部分同时提供能源。目前的芯片都倾向于使用中心能源取得所需能量。班内依说:“影响处理器性能的是延迟和部件之间的相互联接。”

  服务器引导潮流

  今年,IBM公司的P4在芯片设计领域取得重大突破,将两个处理器集合到了一个硅片当中。通过这种方法,两个芯片将以更快的速度和进行联系和资源共享。与此同时,由于两个芯片之间电子路径大大缩短,能耗也大为减少。IBM在其服务器的设计中将四个处理器安排在了同一个模块当中,极大地提高了多处理器服务器的处理性能。

  IBM服务器工作组的工程师布莱德利-麦克雷迪指出,一个多处理器装置“包括数百个芯片和长达数英里的交叉线路”。

  同样,惠普公司将于2003年推出的PA-RISC 8800处理器也将是一个双心芯片。芯片中将两个PA-RISC 8700处理器组合在一起,处理速度达到1GHZ。惠普公司的标准测试结果显示,芯片中的两个心的性能和英特尔即将推出的“麦金利”处理器旗鼓相当。

  虽然英特尔和太阳公司都对多心芯片感兴趣,但他们同时认为目前发展这一技术还是一种浪费。太阳处理器生产公司的副主席兼总经理大卫-依恩称:“如果IBM不减少生产成本的话,这种新产品也只能是一个花瓶而已。”

  据英特尔企业结构实验室主管迪利普-班达科称,英特尔不会以130纳米的制作技术生产多心芯片。因此,在2003年开始生产95纳米芯片之前英特尔是不会有双心芯片出厂的。

  双心处理器使用的另外一个技术就是多线技术,它可以使一个芯片同时处理两个不同的应用软件。英特尔版的多线技术称为超线技术,可以提高芯片芯片18%到30%,从而节省芯片能耗。英特尔明年第一季度推出的Xeon处理器将使用这一技术,其线路只占整个芯片空间的5%还不到。

  建立更好的线路联接

  几乎每个公司都希望在芯片与芯片之间建立更好的线路联接。AMD公司的技术主管弗莱德-威伯指出,该公司即将推出的“Hammer”处理器的主要特点就是各个芯片内部的服务器将通过超线技术进行联接,而不是采用普通的联接方式。虽然Hammer处理器明年才能推出,但它将在一些基本性能上超过其它服务器芯片。威伯认为这就是一个更好的线路联接的结果。

  “Hammer”处理器和其它即将推出的服务器芯片一样,都对芯片的“思考”过程加以了改进,也就是说使处理器执行下一个任务之前做好充分的准备。

  笔记本的设计难题

  与之相反,笔记本设计者们面临着不同的难题。和服务器和台式电脑一样,降温依然是一个问题,但笔记本设计们还需要担心漏电的问题。分析人士认为:“漏电问题是笔记本电脑设计中的一个大问题,虽然漏电很慢,但绝对可以影响电池的寿命。”

  于是,设计者们正在尝试将更多的功能放在一个处理器中,同时还将对能量管理技术加以改进。拿Transmeta公司的Crusoe芯片来说,这种芯片就可以自动关闭暂时不用的部件以节省能源。据该公司的首席技术官大卫-迪特兹称,将于明年推出的Crusoe 6000处理器还将使用一个装有保险丝的芯片。

  英特尔公司将于2003年推出的“Banias”笔记本芯片也将具有类似的功能。这种新型芯片的性能将超过英特尔现有芯片的25%,而其电池的使用寿命则提高了25%。(清晨)

   订短信头条新闻 天下大事尽在掌握!
      新浪企业广场诚征全国代理


发表评论】【硬件论坛】【短信推荐】【关闭窗口

 相关链接
IBM全球高级副总裁:IT技术发展快于摩尔定律 (2001/11/12 09:29)
IBM成功地将摩尔法则推迟了10-15年(附图) (2001/08/31 09:27)
奔腾4跳不出摩尔法则 AMD加紧芯片技术攻关 (2001/08/23 17:37)
摩尔法则岌岌可危 后CMOS工艺待开发 (2001/07/23 09:32)

新 闻 查 询

注册新浪VIP邮箱,赢取每日手机大奖!




分 类 信 息
订信息获上网卡!
:HP耗材专卖店
   名牌投影机专营
   联想台机服务器售
   IBM笔记本电脑
:自由心是这样炼成
   把艺术溶入生活
:国际汽车驾驶证
   三毛钱打国际长途
:欢迎加盟龙腾家园
   天创科贸进修学院
:香港快件只3.8元
   伊美堂全国招商
:最新飞行器广告
   英华学历学位招生
:名胜广告资讯
分类信息刊登热线>>



新浪商城推荐
  数码录音笔专题
  • 三星数码录音笔
  • 三星USB接口录音笔
  • 13小时数码录音笔
  • 能照相数码录音笔
  • 最新USB数码录音笔
  • 16小时数码录音笔
     (以上推荐一周有效)
  • 更多精品特卖>>


    科技时代意见反馈留言板 电话:010-82612286 或 010-82628888-3488   欢迎批评指正

    网站简介 | 用户注册 | 广告服务 | 招聘信息 | 中文阅读 | Richwin | 联系方式 | 帮助信息

    Copyright © 1996 - 2001 SINA.com, Stone Rich Sight. All Rights Reserved

    版权所有 四通利方 新浪网