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国产芯片终结摩尔定律,计算机体系结构将颠覆

2018-11-09 11:07:33

在2018年,中国制造面临着重要的挑战,已经到了重大历史转折的机遇期,如果成功抓住了机会,那么中国制造产业将会全面迈向中高端水平,成为举足轻重的“世界工业强国”,就能跳过“中等收入陷阱”,国民经济迈向高质量增长。而发展国产芯片成为转型升级的重大突破口,幸运的是,我们正在面临着半导体产业的深刻变革期,摩尔定理将终结,计算机体系结构将面临颠覆性变化。

计算机与半导体是密不可分的两大产业,1946年,美国推出了世界第一台电子计算机埃尼阿克(ENIAC),美国率先在全球开启了第三次科技革命。从此,人类迎来了“电子晶体管”,随着时间地推移,计算机体积不断地缩小,这要求把数成千上万的晶体管集成到有限的电路板,集成电路半导体迎来了它的“黄金时代”。

全球知名的半导体厂商英特尔就是在这种集成电路的浪潮下,提出了着名的“摩尔定律”:价格不变时,半导体芯片中可容纳的元器件数目约每两年会翻一倍,其性能也会同比提升。从半导体发展的情况来看确实如此,摩尔周期大约在18个月上下。

然而,纳米技术的发展,这种变化再加速,随着半导体芯片制程工艺发展,晶体管尺寸在不断逼近物理极限台积电2017年量产了10nm芯片,2018年量产了7nm芯片,并成功完成5nm芯片的流片工作,2019年下半年将试产5nm芯片。摩尔周期越来越短,而摩尔定律也将迎来终结。

同时,当下的计算机体系结构也会发生重大颠覆,我们现在使用的计算机结构仍然是采用60年前冯·诺依曼模型,计算机芯片仍然是采用英特尔x86架构,计算机系统仍然是采用IBM指令集。很显然,这种几十年前的技术成果已经无法适应未来社会的需求,比如人工智能、量子计算、大数据等,只有实现技术上重大颠覆才能迎来下一个“黄金时代”,英特尔都已经开始走下坡路了。

对于国产芯片而言,处在这样一个重大技术颠覆的窗口期,无疑是一个弯道超车的机遇期,中国在量子计算、人工智能、大数据、NPU、无人驾驶等领域实现科技突破,那么未来很有可能参与到全新计算机体系结构标准制定工作。全球计算机和半导体产业将迎来中国标准。

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