请先生,我们可以来点 Moore 吗?看起来不是那样的
快速阅读: 据《The Register》最新报道,英伟达展示的技术表明摩尔定律已死,未来硬件效率至关重要。传统巨头面临挑战,创新可能来自新兴力量。感谢摩尔的贡献,我们将迈向更高效的未来。
英伟达刚刚通过Blackwell Ultra展示了对未来几年技术发展的设想。对于一家帮助玩家探索反乌托邦科幻世界的公司来说,这恰如其分,英伟达的实际发展方向涉及大量发热的硅堆栈,以接近半千兆瓦的功率消耗能源。
正如《The Register》所讨论的那样,具备完全感知能力的生物大脑在40瓦哺乳动物代谢支持下正常运转,这对数据中心而言提供了一条每单位体积更高的性能提升路径,但伴随着极具挑战性的电力和冷却问题。“这种情况由来已久,但如今更加严重”,现在提高浮点运算能力几乎与所需功率成1:1的比例。
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在我们的前辈时代,有摩尔定律。当然,它从来不是一条真正的定律,而更像是早期对半导体物理学趋势的观察。从20世纪60年代中期开始,随着制造技术的进步,硅芯片上单个组件的尺寸变得更小。随着这些特征缩小,相同的空间可以容纳更多组件,同时每个组件消耗的能量更少——较小的晶体管开关需要更少的能量。大约每两年,你就能获得前一代两倍的性能,以相同的单位成本在硅中实现速度和容量翻倍。如果你增加时钟频率(你可以这样做),确实会消耗更多的能量,但会有更多的处理能力。
这是一个非常甜美的交易,尤其是当廉价芯片开始能够做比计算器更多的事情时。一个奇妙的反馈循环形成了,越来越有用设备推动了商业和娱乐的数字化,而这种数字化又推动了对更快、更便宜、更强大的机器的需求。计算机变得足够好,足以取代模拟消费设备的最后转折点是,指数增长使宽带和无线网络变得负担得起。高速传输大数据需要大量的数字信号处理,现在它已经实现了。全面升级,万岁!
这就是数字技术在半个世纪内吞噬一切的方式,而现在摩尔定律已失效。该行业一直非常不愿意承认这一点,不断以越来越复杂的方式重新解释这条定律,以掩盖真相。性能提升是因为多核处理器吗?看,它还在起作用。你可以将芯片挤得更紧密吗?同样的道理,再来一杯。芯片上的电压和时钟分区优化性能而不烧坏电路?摩尔定律,请继续。
从硅石中还能榨出一些东西。更好的互连、多层设备上的通孔工程、封装、器件几何形状,甚至可能是光子学——所有这些都将让工程师们忙碌一段时间。
基本驱动力已经撞上了缓冲区,硅半导体的物理极限正在被天文数字般的成本拉伸到极致。自旋电子学、石墨烯、纯光学以及无数基于硅的非CMOS想法都在实验室里短暂亮相后悄然被搁置。
结果是英伟达为数据中心提供的东西:消耗千瓦级功率的芯片,执行高度特定且高度并行的任务。如果人工智能如预期般发展,这确实有意义,尽管即使这样,随着金钱、可持续性和市场方程看起来越来越不可预测,也会有严重的预算削减。但对于其他人来说,这看起来如何呢?
我们知道,因为我们已经经历了一段时间。为了更好的性能升级更像是盲目崇拜,而不是明智计算。Windows 11需要高性能硬件?你可以以一张泰勒·斯威夫特音乐会门票的价格,在一台像Pi一样的微小N100基迷你PC上预装它。过去五年中的任何旗舰手机都会让普通人感觉一样,他们认为Snapdragon是花。
消费者在新数字技术上的可自由支配支出接近于音频发烧友事件视界,大多数人等到旧设备坏了才考虑新的,少数人根据群体思维挥霍现金。企业IT已经乐于限制资本支出,直到轮子真的掉下来,他们已经识破了Windows 11的把戏。如果你有一台M1 MacBook并且擅长管理电池,你可能几十年都不需要另一台笔记本电脑。
未来将看起来截然不同。效率将是关键,而在软件工程方面将取得最大的进步。
“摩尔给予,盖茨拿走”曾是一句精准的格言。软件总是依靠下一代硬件更快的CPU和更大内存来掩盖自身臃肿的问题,但这已不再成立。
软件有多种改进方式,但硬件的选择却十分有限。在那里寻找创新和意外,只是不要指望大型科技公司,因为它非常反对这种做法。
英伟达的GPU路线图证实了这一点:摩尔定律已死且埋葬。
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至于硬件,我们正朝着航空模式迈进,物理学和经济学导致两大巨头生产基于20世纪60年代奠定的基本架构的变体。效率和产品生命周期的成本控制是一切。与此同时,飞行体验在某些方面有所提升,但在其他方面却变得更差,但核心A到B性能保持不变。
对于任何新公司来说,难以跨越的进入门槛是不可逾越的,至少在政治动荡打破现状之前。英特尔知道这一点,但它试图成为二进制领域的波音公司,模仿了航空业的灾难而非商业智慧,因此最终的两大玩家是谁仍然是一个开放的问题。
对于那些经历过摩尔最佳时期的从业者来说,这可能看起来是一个令人沮丧的前景。并非如此。我们已经构建了一个如此惊人的新世界,以至于会有突破性创新推翻看似不可战胜的现有者。这可能来自任何地方,除了传统势力。他们只剩下熔化的硅架,而我们每个人都可以用一公斤神经元和一只烙铁完成他们的工作。
感谢你的工具,戈登。我们将从这里继续前行。
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