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第452章 讨论计算复杂性（第4页）

和“按比例增加”

各自的主导时期。

在20世纪80年代以及90年代初期，定义行业进步的各代技术（或称“节点”

）是按照动态RAM的不同系列划分的：例如1989年时，我们是以4兆字节（MB）的DRAM为节点；1992年则是16MB。

随着同一块芯片上容纳的晶体管数量越来越多而成本并未增加，新一代产品意味着芯片的处理能力越来越强。

到了20世纪90年代初期，我们已经开始根据制造晶体管的细微化特性命名我们所处的节点。

这一切都是水到渠成的。

大部分芯片并不需要容纳尽可能多的晶体管。

集成电路的应用领域开始激增，从汽车、设备器械到玩具，简直无所不包。

在这个过程中，晶体管的大小——代表着芯片的性能和成本效率——开始成为更具意义的衡量指标。

最终，即便是微处理器也停止了这种在加工技术允许的条件下尽可能快的增容趋势。

现在的加工工艺已经允许人们以经济节省的方式在一块逻辑芯片上放置一百多亿个晶体管。

但是目前只有少数几款芯片在元件数量方面能够接近这一数值，主要原因在于我们的芯片设计水平跟不上。

目前，摩尔定律1.0对于高端图形处理器、现场可编程门阵列以及极少数用于超级计算机的微处理器而言仍旧有效。

但在其他方面则是摩尔定律2.0占据主导地位。

如今，摩尔定律再一次进入了变化过程。

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发生改变的原因在于微型化的优势正在逐渐消退。

变化过程始于21世纪初，当时一个令人不快的事实正开始显现。

那时，晶体管的尺寸已经缩小到100纳米以下，登纳德的简单度规法则达到了极限。

晶体管的尺寸已小到器件本应关闭的时候也极易逸出电子，导致了能源漏损，器件可靠性下降。

尽管采用新的材料和加工工艺有助于解决这一问题，但工程师们还是被迫停止采用大幅降低供给晶体管电压的做法，以便确保电钳足够坚固。

由于登纳德度规法则的分崩离析，现在的微型化工艺充满了各种权衡取舍。

一味缩小晶体管尺寸已不再意味着更快的速度和更高效的性能。

实际上，对于今天的晶体管而言，在缩小尺寸的同时想要维持其前一代产品的速度和耗电量都已十分困难。

因此，在过去10年左右的这段时间里，摩尔定律在更大程度上是关乎成本的阐述，而非性能；我们制造尺寸更小的晶体管只是为了降低成本。

但是，这并不代表目前的微处理器不及5或10年前的同类产品。

这些年里，产品设计一直在不断进步。

但是，绝大部分性能方面的进步还是源于更加低廉的晶体管所实现的多核集成。

一直以来，摩尔定律始终在强调经济学方面的意义，原因就是该定律中一条非常重要但从未被广泛认可的内容：随着晶体管的尺寸越来越小，我们能够一直将每平方厘米成品硅片的制造成本年复一年地（至少到目前为止）维持在同一水平。

摩尔所定义的这一成本约为每英亩十亿美元——虽然芯片制造商们几乎从未将英亩作为芯片面积的衡量单位。

将成品硅片的成本维持几十年不变并非易事。

芯片的产出率一直在稳步提升，已经从20世纪70年的百分之二十左右提高到现在的百分之八九十。

与此同时，硅晶片（最终被切割成芯片的圆形硅片）的尺寸也越来越大。

尺寸的不断增大降低了大部分加工步骤的成本，例如在整个硅晶片上一次性完成的沉积和刻蚀环节。

而且至关重要的是，设备生产率也得到了迅速提升。

现在，光刻技术（用于制作晶体管以及晶体管之间连线的排列样式的印刷技术）所采用的工具的成本已经是35年前的100倍。

但这些工具刻蚀硅晶片图案的速度也已经是过去的100倍，这在抵消了成本增长的同时又实现了更佳的分辨率。