彭硯淼

摩爾定律，由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出，其內(nèi)容為：當(dāng)價格不變時，集成電路上可容納的元器件數(shù)目，約每隔18～24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。

自上世紀(jì)60年代以來一直被IT 行業(yè)推崇為“圣經(jīng)”并依賴其發(fā)展的摩爾定律正在走向終結(jié)，面臨“夕陽時刻”，半導(dǎo)體行業(yè)將何去何從？第30期“理解未來”系列講座邀請全球公認(rèn)的計算機(jī)領(lǐng)域最優(yōu)秀的學(xué)者之一、美國加州大學(xué)計算機(jī)系講席教授叢京生先生，從專業(yè)的角度向公眾講述摩爾定律的起源、發(fā)展、巔峰，以及在如今的“終結(jié)”時代，半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)該以什么樣的心態(tài)來迎接這個必然現(xiàn)象，又該如何積極應(yīng)對隨之而來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

從計算機(jī)的工作原理出發(fā)，講座首先回顧了電子計算輝煌的發(fā)展歷史：電子被發(fā)現(xiàn)，計算機(jī)科學(xué)和人工智能之父圖靈的電子計算機(jī)研究，使用電子開關(guān)的ENIAC問世，摩爾定律在計算機(jī)上應(yīng)用。叢京生指出，摩爾定律預(yù)示著每兩年微處理器的晶體管數(shù)量都將加倍——意味著芯片的處理能力也加倍。這種指數(shù)級的增長，促使計算機(jī)向更先進(jìn)、更輕便、更小巧的機(jī)器的轉(zhuǎn)化，然后又孕育出了高速互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)和現(xiàn)在更互聯(lián)、更智能的應(yīng)用。

在以創(chuàng)新著稱的計算機(jī)行業(yè)，隨著芯片制造商的電路精度越來越高，能容納的原子數(shù)量越來越少，遵循了幾十年的以摩爾定律為中心的行業(yè)研究規(guī)劃藍(lán)圖將面臨必要的改變。全球半導(dǎo)體行業(yè)不再基于每兩年實現(xiàn)性能翻倍的概念來制定硅芯片研發(fā)計劃，原因就是無力承擔(dān)跟上性能提升步伐所需購買的超復(fù)雜制造工具和工藝成本。此外，當(dāng)前的制造技術(shù)可能無法再像原來那樣大幅度縮小硅晶體管。

在摩爾定律面臨失效的當(dāng)下，計算行業(yè)該如何迎接新時代？叢京生認(rèn)為，晶體管數(shù)量和芯片的處理能力將不再局限于在摩爾定律的設(shè)定，呈倍數(shù)的階梯級增長，而是可以定制架構(gòu)。再者，3D技術(shù)、神經(jīng)形態(tài)的計算和量子計算的加入也會給這個新的時代注入新的血液。

中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員徐志偉，清華大學(xué)微電子與納電子學(xué)系主任、微電子學(xué)研究所所長魏少軍，聯(lián)想集團(tuán)副總裁黃瑩與叢京生教授共同探討了在摩爾定律失效后的計算科學(xué)發(fā)展方向，以及使計算性能持續(xù)增長的其它途徑。對于理解摩爾定律，徐志偉認(rèn)為，技術(shù)的發(fā)展絕不像我們想象的過程，其應(yīng)用范圍要跳出自身原先的思考維度，“可能我們對摩爾定律的理解要放寬一點，因為我們業(yè)界之外的人也都在廣泛引用摩爾定律，比如大數(shù)據(jù)行業(yè)也會說每18個月數(shù)據(jù)會翻一番。”

在數(shù)據(jù)指數(shù)增長的時代，對計算的要求只會越來越高，應(yīng)用也會越來越廣。魏少軍指出，未來計算是無處不在的，“這是一個大的前提，其實這個地方講到的計算是廣義的計算。第二，應(yīng)用的多樣化也是一個重要的趨勢。毫無疑問，以人工智能來看，我們看到互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)走得比較靠前。”

黃瑩也認(rèn)同應(yīng)用和計算能力兩者是相輔相成的，“比如5G出來以后，不管它最終的結(jié)果如何，都會對通信速度有1000倍的提升。它也會把很多設(shè)備之間的互聯(lián)做很好的交互?！?/p>

擔(dān)任對話主持的華創(chuàng)資本合伙人、未來論壇青年理事熊偉銘歸納說，千年來技術(shù)一直在進(jìn)步，從宏觀的角度看，我們也始終都在前進(jìn)，只是每一個階段遇到特定的環(huán)境，我們遇到的機(jī)會可能是不一樣的。摩爾定律的盡頭，相信未來將有更多的新機(jī)遇在等待著我們。endprint