芯片由高性能到高效能引发的变革

　　这是一场突如其来的变革，这又是一场蓄谋已久的革命。

　　不知从何时起，芯片厂商将产品的宣传语由“高性能”改成了“高效能”。“性能”在《现代汉语词典》中的解释是“机械或是其他工业制品对设计要求的满足程度”，而“效能”综合了“效率”、“效益”、“性能”等多个词的意思，它表示现在的芯片产品不但具有高的品质，更能使客户使用相同的资源却能获得更高地收益。虽只有一字之差，但却预示着芯片业继“摩尔定律”之后，迎来了又一场变革。

　　首先，请允许我将这种变化比喻成变革，因为它不但和摩尔定律一样预示着微电子技术的不断演进，同时也代表着电子计算产业技术的融合发展。也许在不久的将来，我们需要这样来形容芯片的发展：在完成相同计算量的情况下，所需能源将越来越少。

　　在最近的30年来，芯片技术发展方向经历了巨大的变化。从重达30吨的世界上台计算机，到可放入口袋的智能终端；从银行手工记账，到现在联网的ATM；从仅共军方使用的笨重电话，到现在人手一部的手机……在过去的几十年中，社会对电子产品的需求呈几何级数递增，带给芯片产业一片繁荣景象。由于消费者的需求不断增加，带动他们不断地电子产品，从386到台式组装机，让轻薄笔记本取代液晶台式机，芯片产业经历了一轮轮革命。

　　但经历过初始的异常繁荣后，现如今芯片产业整体步入低潮。有称，微电子技术的成熟已经能够在一段时间内满足社会所需，电子产品的更换速率已经不再频繁。不知是不是持有这些观点的人很多，抑或是芯片产业连续低迷的业绩让投资者灰心，芯片产业已经不再是资本追捧的明星，它更像是食之无味，弃之可惜的鸡肋，尽管在大型数据中心、银行、实验室、航天航空等多个领域，对于芯片高性能的追求依然强劲，但是这些并不会为产业经济带来巨大的利润。芯片的高成本、低售价让芯片带领的高科技的前景已经不再如往日辉煌。

　　伴随对电子产品需求的下降，社会对能源的需求却不断增长。各地不时传出“油慌”、“电荒”、“煤慌”等讯息，直接的经济反应就是国际油价飙升过百，国内电价不断上调……人都有了这样的认识——节能，节能能够降低成本，节能能够变相地带来利润，节能才能摆脱那只扼住公司财政咽喉的能源之手，节能可以收获更好地生存环境，节能才能为子孙后代留下更多地生存空间。

　　这场涉及产业、声势浩大的节能运动，在电子信息领域，得以在几十纳米的芯片上实现。“好刀用在刃上”，芯片越来越高的效能，相同计算量所需能耗越来越少，散热越来越少，在涉及机房散热的整体一系列产生的能耗都会力求降到，更低。

　　电子信息领域的节能之风会让芯片厂商的日子越过越美，CPU芯片厂商英特尔、AMD以及各种业务处理器厂商LSI、博通、英飞凌等公司的节能芯片都展现了良好的市场业绩。这让这些厂商重新审视节能对于芯片产品的重要意义，不是重要，而是非常重要，因为在未来相当长的时期，在这个资源日益紧缺的地球，能耗已经成为用户除产品功能外的考虑要素，这就是由“高效能”替代“高性能”的变革。

　　1965年4月19日，时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写了一篇题为“让集成电路填满更多的元件”的观察评论文章，他预见到，块硅芯片上所集成的晶体管数目大约每年（注：1975年，摩尔将周期修正为“每两年”）增加一倍。在50年代科学家们对摩尔的推论嗤之以鼻，但历史事实证明，从最初一个芯片上只能容纳50个晶体管，到现在的集成电路将17亿晶体管容纳其中，只要有足够的需求，人类就可以创造这样的奇迹。随着对能耗需求的不断加大，也许在未来，随着对于地球人口的增加，对能源不断地需求，芯片中耗能的CPU也会从现在50瓦/时的耗能降低到以微瓦为单位（微瓦等于一百万分之一瓦）。

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