第86章 暗硅（2/2）

內森·古尔丁开口就是王炸，他说的是：“登纳德缩放定律在五年內就会完全失效。“

这句话在2010年8月的晶片行业倒不是新闻，搞工艺的人在2006年前后就已经有感知了。

但从一个学术界的研究员嘴里对著整个晶片设计圈说出来，味道完全不一样，总有一种宣言的感觉。

他接著往下讲的內容把在座的六七十个人压在椅子上一动不动，所有人能感觉这个论文的结论將会影响未来几十年的晶片发展。

登纳德缩放定律是晶片领域的核心法则，?指出电晶体缩小同时功耗密度保持不变?。它由 ibm 科学家罗伯特登纳德於 1974 年提出，曾支撑半导体行业高速发展 30 多年，与摩尔定律，阿姆达尔定律並称为半导体行业三大定律。??

65纳米之前是这样的，每个新工艺节点都能在同样的功耗预算下塞更多电晶体。

但是65纳米之后情况就变了，由於尺寸过於小，电晶体里的柵极氧化层已经被压缩到了薄薄的一层，在这个尺度上，电子直接会量子隧穿，这就让关態功耗失控了。

所以造成了晶片上有足够的电晶体，但没有足够的散热能力让它们同时全速工作。

毕竟每代晶片新工艺功耗密度都在涨，但封装散热能力几乎没怎么变过。

后果就是一代比一代更大比例的电晶体造出来后没法同时通电，古尔丁给这个概念起了个名字叫暗硅。

他ppt上有一页放了预测曲线，横轴是工艺节点从45纳米到8纳米，纵轴是能同时工作的电晶体比例。

曲线从百分之六十多一路往下垮，古尔丁的结论是：如果什么都不变，到8纳米时代一颗晶片上能同时亮著的电晶体不到百分之二十。

陈一然感觉这个数据肯定是有问题的，因为这肯定有解决办法，否则后来大家不会还是追求5纳米甚至3纳米了。

茉莉这时候蹦出来解释。

【古尔丁的预测模型用的是最保守的登纳德缩放崩溃假设，他没考虑自適应电压调节和动態功耗门控的缓解效果。实际暗硅比例在8纳米大概在百分之二十几，不会倒20以下。】

陈一然无语了：不对啊，百分二十几也很可怕啊，我没理解错的话，暗硅就是点不亮对吧，就是没用对吧，这可能吗，以后的晶片总不能只有两三成是能用的吧。

【趋势是对的，登纳德缩放在2006年前后从理论变成了物理瓶颈，每一代新工艺能全速工作的电晶体比例都在缩小，这个事实没有爭议。】

这时候古尔丁讲到了最后，他给出了一个对策，一个概念，就是不再造越来越大的通用晶片，而是造一堆只做一件事的电路拼在一起。

通用cpu內核的能效在暗硅时代是最差的，专用加速器才是最划算的。

陈一然不知道古尔丁说的对不对，他直接离开了纪念馆，没在斯坦福逗留，甚至直接推掉了汉娜的约会回了家。

到家之后，陈一然略显激动的打开电脑，然后开始和茉莉沟通。

“我有个想法啊，虽然我不怎么懂啊，一个不成熟的建议啊，您看看我说的对不对。”

【你倒是说啊(??????)??】

“传统的placement，只是面积和线长对吧，如果我没理解错的话，我们能不能加一个新的指数，就是温度？

这样计算出来温度，把功耗高的单元分散摆，把冷单元填在中间，让整块晶片的温度更平均不会过高。是不是，对减少暗硅有点效果，我的浅薄的理解，暗硅就是散热不行是吧？”

【_( ?Д?)?好主意啊！而且这个很简单很容易做，grey直接算三维温场然后全局优化，就可以使整块晶片的温度梯度变平。】

“可以很快写出来吗，如果一个月能搞定，我在英伟达的大会上，就可以以此为话题了。这是蓝海啊，其他三大eda公司完全没有相关的技术。”

【可以的，而且我也想到一个好主意。晶片上有三种以上的閾值电压库，低 vt、標准 vt、高 vt。低 vt 的电晶体快但漏电大，高 vt 的漏电小但慢。我们可以设定好，用grey来计算分区，关键路径用低 vt 抢速度，非关键路径用高vt降漏电。这是从源头减少暗硅，不需要的地方一开始就用漏电小的电晶体。】

“工作量是不是太大，这两个一个月都能搞出来吗？”

【没问题的，可能需要员工多加加班。】

“行，那就闭关搞这个。”

陈一然先点开了购物网站，准备开始下单巧克力，奶油之类的高热量食品，准备久违的高强度使用茉莉。

人算不如天算，刚高强度工作了一个小时，ted的电话就过来了。

之前准备的公司架构终於弄好了，明天必须得出关去一趟律所了。