英特尔研究人员:摩尔定律将遇到麻烦 | |
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http://www.sina.com.cn 2003年12月02日 14:26 计算机世界网 | |
计算机世界网消息 英特尔的研究人员在11月份出版的《IEEE学报》上发表的一篇题为《二元逻辑开关的极限》的论文中表示,摩尔定律将会被终结。 当然了,摩尔定律在未来一、二十年内还不会失效,但英特尔的研究人员称,在缩小芯片中晶体管的尺寸方面,芯片厂商将遇到极限。芯片厂商能够使用0.016微米工艺制造芯片,或许是比这再先进1、2代的工艺,但这是有限制的。英特尔负责科技战略的主管鲍罗说 尽管研究人员从理论上预测晶体管尺寸缩小的极限并不少见,但对于英特尔的研究人员来说是罕见的,这表明了芯片设计人员目前遇到的难题。对计算机性能、能耗、尺寸的要求都迫使芯片厂商考虑产品的设计方式,并在研发方面投入更多的资源。 解决这些问题是整个业界的一个重要目标。根据摩尔定律,芯片上集成的晶体管数量每二年就会翻一番,这种几何级数式的增长使得计算机的功能不断强大,价格不断下降。目前,芯片厂商主要通过缩小晶体管尺寸来达到提高芯片性能的,由于这种方法已经接近其物理极限,厂商必须找出新的方法来提高芯片的性能。 鲍罗表示,研究人员正在探索各种方法,例如更有效地使用电流或简单地生产尺寸更大的芯片,以突破即将到来的权限。 为了解决遇到的问题,研究人员一直在不断地改变晶体管的材料和结构。例如,英特尔及其对手AMD公司都一直在研究使用金属材料取代用于制造晶体管栅极的硅的工艺。 鲍罗说,英特尔研究人员在论文中透露的信息是,为什么我们不能开发基于全新原理的产品,我们的工艺与材料无关。他表示,从理论上说,芯片设计人员能够将晶体管尺寸做得更小,甚至可以达到0.004微米的水平,但这将增加芯片的能耗。 能耗也是芯片设计人员面临的一个重要问题。不仅仅是向芯片提供能源的困难程度在提高,能耗提高产生的热量会引发芯片故障。论文指出,晶体管的大小、芯片上集成的晶体管的数量会受到系统散热能力的限制。与其它研究人员一样,鲍罗认为解决能耗问题并不容易,外置的冷却系统能够减少计算机系统产生的热量,但需要独立的能源,会产生大量的热量。即使能够制造出栅极尺寸为3纳米的晶体管,利用这种工艺生产的芯片也可能将它本身烧坏。 鲍罗说,即使能耗问题能够解决,在栅极尺寸达到1.5纳米时,晶体管也会遇到极限。与传统晶体管不同的是,1.5纳米级别的晶体管在结构上将是垂直的。据推测,使用这种晶体管的芯片将在2017年-2025年问世。 英特尔研究人员还提出了电子重用、碳纳米管等解决方案。另一种可行的解决方案是使芯片的尺寸更大,或者通过制造3维芯片增加集成的晶体管数量。 作者:JAVIS 编译 |