英特爾宋繼強(qiáng)：有信心2030年實(shí)現(xiàn)單設(shè)備1萬億晶體管目標(biāo)

　　昨天，英特爾研究院副總裁、英特爾中國研究院院長宋繼強(qiáng)在《新算力時(shí)代，實(shí)現(xiàn)萬億晶體管》主題演講中指出，英特爾有信心在2030年實(shí)現(xiàn)在單個(gè)設(shè)備上達(dá)到1萬億的晶體管的目標(biāo)。

　　持續(xù)長期的算力，是支撐各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要力量。通過長期的市場調(diào)研及客戶溝通，英特爾發(fā)現(xiàn)，全球數(shù)據(jù)量正呈指數(shù)級(jí)增長，預(yù)計(jì)2020年往后十年數(shù)據(jù)量將呈指數(shù)級(jí)上升，未來會(huì)達(dá)到10的30次方。此外，數(shù)據(jù)的形態(tài)也正呈現(xiàn)出多樣化趨勢，現(xiàn)在大部分的數(shù)據(jù)還是通過人工、程序化等方式去定義并處理數(shù)據(jù)，而在未來，非常多的數(shù)據(jù)是通過傳感器的感知進(jìn)入到數(shù)字世界，必須要通過AI等技術(shù)去進(jìn)行處理，并實(shí)時(shí)反饋到物理世界中去。

　　英特爾發(fā)現(xiàn)，未來的數(shù)據(jù)量和質(zhì)的變化一定需要新的算力去支持，而不是現(xiàn)在的方法就可以完全支撐的。因此，英特爾對(duì)未來算力的支持有很高的預(yù)期，并且推測到2030年，單一個(gè)設(shè)備中將具備1萬億個(gè)晶體管。

　　“現(xiàn)在一個(gè)設(shè)備中有1千億個(gè)晶體管，到2030年有1萬億個(gè)晶體管，在未來7-8年是10倍的增長，這樣的增長速率仍然是符合摩爾定律的。而且通過英特爾很多部門的產(chǎn)品性能分析可以看到，基本上也是維持這樣的一個(gè)增長速率。”宋繼強(qiáng)表示。

　　推動(dòng)摩爾定律不斷前進(jìn)，持續(xù)提高芯片集成密度

　　宋繼強(qiáng)看到，在未來幾年間，通過采用RibbonFET環(huán)繞柵極晶體管技術(shù)、PowerVia背部供電技術(shù)等制程工藝，同時(shí)引入High-NA EUV光刻機(jī)并且疊加2.5D、3D封裝技術(shù)，都將有助于實(shí)現(xiàn)更高的設(shè)備晶體管集成度。

　　隨著半導(dǎo)體制程工藝逐漸接近1納米，甚至說推進(jìn)到埃米級(jí)，繼續(xù)靠晶體管萎縮來達(dá)到更高的集成度會(huì)越來越困難，成本也越來越高。為了進(jìn)一步達(dá)到在單設(shè)備里增加晶體管密度的目的，通過先進(jìn)封裝技術(shù)讓多個(gè)制成工藝節(jié)點(diǎn)的芯片集成在一起，讓更大的裸片復(fù)合成為可能。

　　據(jù)宋繼強(qiáng)介紹，在最近的IEDM國際學(xué)術(shù)大會(huì)上面，英特爾發(fā)布了8個(gè)關(guān)于前沿組件技術(shù)方面的研究，這些技術(shù)能夠幫助英特爾持續(xù)推動(dòng)摩爾定律不斷前進(jìn)。

　　其中，英特爾發(fā)布的3D封裝技術(shù)，通過Hybrid Bonding實(shí)現(xiàn)芯力的無縫集成，把現(xiàn)在的單芯片級(jí)別芯片互連之間的間距從10微米繼續(xù)縮小到3微米級(jí)別，是的互聯(lián)密度提升了10倍。

　　此外，通過使用新的超薄2D材料，英特爾還可以在未來的晶體管中去替代硅作為通道材料，進(jìn)一步抵抗短溝道效應(yīng)，提高晶體管的效率和降低功耗。通過布局新的存儲(chǔ)器件技術(shù)研究，能夠去達(dá)到更高的存儲(chǔ)密度，降低存儲(chǔ)時(shí)延，從而使未來在嵌入式存儲(chǔ)器里面達(dá)到更高的密度……

　　持續(xù)超能異構(gòu)，搭建軟硬一體的芯片生態(tài)

　　有了這些新的技術(shù)制造出來的半導(dǎo)體材料，英特爾就有了更多的在架構(gòu)上去創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。

　　根據(jù)處理數(shù)據(jù)的類型，目前英特爾推出的“芯片”其實(shí)可以分為CPU、GPU、IPU、IPGA或者AI專用加速器等，然而，開發(fā)者在基于不同芯片開發(fā)的時(shí)候通常會(huì)面臨著不同的技術(shù)問題，而且很難在多架構(gòu)上進(jìn)行編程。因此，如何讓未來的軟件開發(fā)人員可以非常容易地使用到這些不同架構(gòu)芯片的能力，讓他們的程序在未來的新的XPU產(chǎn)生的情況下繼續(xù)保持兼容性?成為了英特爾需要努力的方向。

　　據(jù)宋繼強(qiáng)介紹，通過開展異構(gòu)計(jì)算布局，英特爾打造了一個(gè)集XPU硬件、oneAPI軟件以及UCle開放標(biāo)準(zhǔn)于一體的軟硬一體化生態(tài)平臺(tái)。

　　其中，oneAPI是一個(gè)建立在開放統(tǒng)一的跨架構(gòu)社區(qū)編程的模型，在這個(gè)社區(qū)上，英特爾通過推動(dòng)一種基于標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一軟件堆棧，去統(tǒng)一描述底層的、源自于不同硬件廠商的CPU、GPU、XPU等硬件能力，然后再通過各種不同的高性能庫去封裝這些底層硬件的能力，并且允許通過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的clk編程語言直接對(duì)這些硬件能力進(jìn)行編程，讓上層的應(yīng)用和服務(wù)更加關(guān)注于軟件或者運(yùn)用的實(shí)現(xiàn)，不需要過多的關(guān)心底層的硬件技術(shù)原理及演進(jìn)。

　　此外，英特爾還積極地推動(dòng)建立了UCle這樣的一個(gè)開放聯(lián)盟，首先把英特爾相關(guān)的處理器、D2D I/O技術(shù)，以及一些多芯片互連通信的技術(shù)、協(xié)議等都推送在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里。同時(shí)也會(huì)去支持對(duì)接諸如Arm Risc等其他不同種類的芯片，保證讓各個(gè)廠商生產(chǎn)出來的硬件，都可以首先在物理層它們的電器層面進(jìn)行無縫對(duì)接，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議層的統(tǒng)一。

　　“總之，在未來的芯片半導(dǎo)體這個(gè)領(lǐng)域需要非常多的各種各樣的技術(shù)，在開放的領(lǐng)域去探討和共進(jìn)，我們相信在這個(gè)領(lǐng)域，創(chuàng)新是永不止步的，我們非常有信心在2030年實(shí)現(xiàn)在單個(gè)設(shè)備上達(dá)到1萬億的晶體管的目標(biāo)。”宋繼強(qiáng)表示。