無論摩爾定律是死是活... IC設計技術的生命力仍源源不絕
來自AMD、ARM與Intel的技術專家在一場于年度DesignCon大會的座談中表示，無論摩爾定律(Moore’s Law)是死是活，半導體技術藍圖的發展會同時帶來挑戰與機會。
對于一個芯片的晶體管數量是否會像Intel共同創辦人Gordon Moore在1965年做出的觀察那般，繼續每兩年成長一倍，參與上述座談的講者們意見分歧。 「至少有一點是，制程節點轉換的速度正在趨緩；」ARM院士繼技術總監Rob Aitken指出，16奈米與10奈米制程的量產時程都延遲了三年，而在我們所處理的電路類型中，Denard微縮定律在90奈米節點已失效。 」
Intel平臺工程事業群副總裁暨服務器開發小組總監Rory McInerney則表示，該公司的研究是提供5年之間的制程技術發展預測，因此其內部的技術藍圖是到5奈米節點：「我們并未看到摩爾定律屆時有終結跡象。 」
他指出：「摩爾定律也是一種財務(finance)與雄心(ambition)的定律，市場對于先進制程技術的需求是無止盡的，在我負責的人工智能(AI)領域，人們正竭盡全力把更多東西塞進芯片。 」
而Intel的競爭對手AMD看法是，節點與節點的間隔時間正在拉長，而無論是芯片設計或晶圓廠制造成本都在迅速飆升；AMD院士暨產品技術長Joe Macri表示：「這對我們的業務帶來深遠影響... 我們必須在每個節點采用更創新的架構與封裝技術。 」
至于5奈米制程之后，ARM的Aitken預期，轉向某種垂直奈米線(vertical nanowire)架構，將會導致對部份RTL設計帶來沖擊的改變，特別是在高速電路的設計上；不過他也指出， 這種改變應該不至于擾亂典型數字邏輯設計工程師采用的抽象(abstraction)。
McInerney預測，晶體管與互連之管線(pipeline)架構的創新，特別是針對I/O電路的，將會在產業界遇到障礙之前，解決一連串的瓶頸：「在某種程度上，你微縮至個位數原子而且事情變得難以控制， 因此在制程的某些部份會遭遇物理限制。 」
芯片架構師再起
參與座談會的專家們同意，新興的計算機與內存架構有助于舒緩摩爾定律速度減慢的問題。 負責AMD在2015年6月發表之GPU與內存堆棧Fiji開發的Macri指出，結合內存與儲存之芯片與軟件開發：「將有所進展... 我們會取得速度的飛躍... 我們快要開始看到很多很酷的內存應用。 」
ARM的Aitken指出，一系列先進封裝技術正在崛起，包括一種「相當低階版本的技術，能將廉價的標準組件堆棧在一片基板上，用以制造價值約50美分(約15元臺幣)成本的玩具解決方案──這真是相當瘋狂。 」
Intel的McInerney則表示，網絡鏈接、AI與內存新架構的組合，正在創造一個芯片設計工程師的「復興時期」(renaissance)：「這是一個參與芯片架構設計的偉大時刻──感覺像是創新浪潮來臨。 」
他指出：「前十大數據中心業者如Apple、阿里巴巴與Amazon，通常資本雄厚且正在培養自家的芯片設計團隊──他們是為了嘗試解決一些特殊的專門問題，」而且他們正在著手收購一批芯片設計新創公司。
Aitken舉最近Intel的Meltdown與Spectre處理器安全漏洞為例，表示業界還需要安全設計的新架構；他呼吁對于該如何處理那些安全漏洞以及未來可能發生的旁道攻擊(side channel attacks)提出新想法，還有量測產品安全性的新方式。
Macri在提到Meltdown與Spectre處理器使用的技術時表示：「當我在1980年代中期開始進行芯片設計時，我們做的是推測執行(speculative execution)──這是我們進展快速的原因， 第一輪是提供答案，下一輪是厘清我們是否正確。 」
他指出，推測執行的采用以及黑客的威脅「不會有所改變，改變的會是我們對于端對端安全性需求的看法；我們都生活在一個玻璃屋里... 這是我們日常生活的一部份──這是一個永遠不會完美無瑕的世界。 」
Intel的McInerney與擔任座談主持人的市場研究機構Technalysis Research分析師Bob O'Donnell ，盛贊產業界在解決最初是由Google發現之安全漏洞方面的團結合作；McInerney并指出 ，這次事件可說是一次對更佳安全性工具的吶喊。
他表示：「我們有時序(timing)以及功能性測試工具，現在我們需要的工具是能讓你在基礎功能區塊層級測試那些攻擊的工具──在這方面需要很多的創新。 」
編譯：Judith Cheng
(參考原文： Chip Heads Gauge Silicon Roadmap，by Rick Merritt)
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