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【一文讲清楚什么是“韬定律”】 华为发表了指导半导体产业发展的新原则——韬(τ

【一文讲清楚什么是“韬定律”】

华为发表了指导半导体产业发展的新原则——韬(τ)定律。韬(τ)定律提出以“时间(τ)缩微”替代“几何缩微”作为半导体与电子系统演进的新指导原则,通过逻辑折叠等创新技术,持续压缩信号传播时延,不断提升晶体管密度,从而实现半导体与电子系统的持续演进。

这个消息引起了全社会的震动,什么是韬定律,它为什么可以改变芯片产业能力,很多人还是不明白,需要一个通俗易懂的解释。当然技术还是挺复杂的一件事,如果从技术本身来解释,可能很多人还是听不懂,这事可以通过生活实践来类比。

芯片干什么的,就是通过计算来进行信息处理工具,芯片要的就是性能越来越强,它最基本的能力,就是计算能力越来越大,要让计算能力做强,一件事,最简单的办法,就是用更多的晶体管。因为我们做一个产品,体积是有限的,比如手机、电脑、服务器,我们就要在体积有限的芯片里,放入更多的晶体管,这就需要让晶体管之间的线宽做得越来越小,把更多的晶体管在有限空间中放进去,这就有了从微米到纳米,现在一直到了5纳米、3纳米、甚至2纳米,再往后,要做得制程更小,就越来越难了。

有没有其它的办法的呢?我们可以用食堂来类比一下,一个食堂假设面积是200平米,要想让更多的学生吃饭, 这和芯片做更多的计算是一个意思。最简单的办法,就是开更多的窗口,比如开10个窗口,这样可以满足100个学生吃饭。假设如果要增加20%的能力,让120个学生吃饭,最简单的办法就是再开2个窗口,但是食堂的空间有限,不断增加窗口并不现实。

我们还有没有其它办法,这时我们发现,食堂空间有限,窗口只有10个,但是我们发现原来排队路径有问题,学生要排更长的时间队,结账也有问题,花的时间也更多,学生的管理也有问题,大家乱挤,还有学生吃饭时秀恩爱,花了太多的时间,这样每一个学生吃饭的时间都很长。食堂可以容纳吃饭的学生只能100人。

但是如果对食堂进行优化,让大家排队更合理,让打饭和打菜在一起,不需要多排一次队,让阿姨提高效率,也让同学加快吃饭的速度,这样在效率提高之后,还是这个200平米10个窗口的食堂,可以让120人,甚至150人吃饭,因为每一个吃饭的人占用的时间少了。

这就是几何缩微和时间缩微不同,用增加窗口的办法,就是几何缩微,用加强管理,优化效率,减少吃饭时间,这就时间缩微,达到的效果是一样的,就是让同样一个面积的食堂,容纳吃饭的人增加了,这就是提升了效率。

传统芯片不断缩小制程,就是几何缩微,而通过在器件、架构、系统、电路上下功夫,用逻辑折叠的办法,来优化芯片,达到提升性能,提高效率,就是时间缩微,在同样的制程的芯片上,可以干更多的事。

韬定律就是减少时间常数,通过优化用更短的时间来完成计算。我看有人说换了赛道,其实我们还是需要做更先进的光刻机,在能够把芯片做到2纳米,1.8纳米的情况下,通过几何缩微和时间缩微一起来提升芯片的性能。

技术的发展从来都是条条大路通罗马,要提升芯片的性能,降低芯片的功耗,有各种各样的办法,事实证明效果是明显的。而且华为这样技术的探索,是为人类芯片发展找到了一条新的路。这条路和不断提升制程结合在一起,会让芯片的水平有更大的提升。

今天华为可以公开的发布这些信息,其实还说明另一点,在光刻机和芯片制造方面,我们已经有了更多的底气,我们也不怕对手学习韬定律,通过逻辑折叠来提升自己的芯片水平。

昨天我在东方卫视上聊这个问题,一个问题是中国芯片产业的最大瓶颈,其实我看没有什么技术瓶颈,最大的瓶颈就是时间,只要有了一定的时间,我们会找到各种各样的创新的办法,形成突破。只要有了时间,不但我们可以做出和美国一样的芯片,大规模超越也不会有特别长的时间。