芯片制造商探讨后摩尔定律前行之路

       626日德国法兰克福举办的国际超级计算(ISC)大会上,来自美国Xilinx公司、NVIDIA公司、Intel公司和日本NEC公司的代表们谈论了他们面临的挑战[1]:一方面互补金属氧化物半导体(CMOS)技术逐步逼近其物理极限,另一方面机器学习和分析应用却提出更高的性能要求。这四家公司在一个半小时的将数字计算推向极限焦点会议中发表演讲,分别介绍各自公司未来12年(摩尔定律即将终结期间)用以推进处理器平台的战略。

  主持该焦点会议的资深科技记者Andreas Stiller对硅基半导体技术表现出较为乐观的态度。他表示,未来20年甚至25年内依然看好经典的CMOS硅片。在达到1.5纳米晶体管几何尺寸前,底层技术仍然是实用的。此外,硅基晶格结构无法支持电子流,芯片制造商可能会用钼化合物和碳纳米管等更奇特的材料再将制程规格缩小半纳米左右。

  然而,当芯片制造商不再能够每两年通过缩小晶体管来获得更好的性价比和每瓦性能时,他们需要更多地依靠设计改进。摩尔定律将不再推动处理器进展,从而使图像处理单元(GPU)和现场可编程门阵列(FPGA)等替代芯片架构变得日益重要。来自XilinxNVIDIANECIntel的代表们分别就后摩尔定律前行之路发表了意见。

  Xilinx公司首席技术官Ivo Bolsens详细阐述自适应计算加速平台(ACAP),这一全新设计采用了连接分布式存储器、可编程数字信号处理模块、多核片上系统和一个或多个可编程计算引擎的现场可编程门阵列架构,全部通过片上网络连接。

  现任NVIDIA 公司Tesla业务首席技术官Steve Oberlin谈到公司未来10年的GPU发展计划。GPU的高度并行架构已成为机器学习和其他类型高级分析应用的极佳匹配。由于这种设计本质上不太依赖快速晶体管,因此该公司在高性能计算和人工智能市场中取得了巨大胜利。

  负责高性能计算技术的Rudolf Fischer在为矢量处理器的未来做好准备。NEC公司试图打造最新款矢量处理器SX-Aurora TSUBASA,并希望矢量平台将在后摩尔定律中获得新生。考虑到这种架构对高性能计算代码的内在性能优势,随着半导体技术发展的变缓,矢量芯片可能确实变得更具吸引力。

  Intel公司数据中心小组Al Gara围绕Intel未来高性能计算技术展开演讲。Intel Xeon处理器目前在高性能计算市场上占据统治地位,该公司是高性能计算处理器技术的标杆。                       (田倩飞)

 

  


 

[1] As Moore’s Law Winds Down, Chipmakers Consider the Path Forward, https://www.top500.org/news/as-moores-law-winds-down-chipmakers-consider-the-path-forward/

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