作為一名電子人，咱們都知道隨著摩爾定律的提出，為半導體產業(yè)指明了之后幾十年的發(fā)展之路。然而許多人不知道的是，其實就在同一篇論文里，這位“預言家”甚至早已洞悉了摩爾定律之后的半導體創(chuàng)新法寶哦

我們的創(chuàng)始人戈登·摩爾于1965年發(fā)表了題為“將更多組件裝入集成電路”的論文。這是一篇短小精悍的著名論文，只有四頁，且配有插圖。論文第二頁包含被稱為摩爾定律的金句：

“因最大限度降低組件成本造成的復雜性大約每年增加兩倍。短期來看，這一增速有望延續(xù)、甚至提高。長遠來看，增速尚不明確，盡管沒理由認為在未來至少 10年內它會有任何變化?！?/p>

摩爾預測如今仍在持續(xù)的半導體技術的指數(shù)級增長將持續(xù) 50年以上，而非短短 10年！論文第三頁繼續(xù)表示，通過在單個封裝中集成小組件可能更有利于構建更大的系統(tǒng)：

“使用獨立封裝并彼此互聯(lián)的更小的功能組件構建大型系統(tǒng)可能更為經濟。大型功能的可用性結合功能性設計和構造，應有助于大型系統(tǒng)制造商快速、經濟地設計和制造各種設備?！?/p>

1965 年，戈登·摩爾就已洞悉到芯片級異構集成將引領未來發(fā)展。英特爾目前正朝這一方向努力：使用高級封裝將公司的所有技術整合到一個IC封裝中。

異構集成分為三個層級。這是一個簡單分類法。首先是芯片層級（器件層級）的異構集成。其次是系統(tǒng)層級的異構集成。最后是軟件層級的異構性。所有三個層級的異構性帶來系統(tǒng)的可重配置性。

第一層級：芯片異構性

芯片級異構性指器件封裝內部的異構集成，與小芯片 (chiplet) 的概念緊密相關。我們正在構建更復雜、更大的系統(tǒng)，而使用大型的單片半導體構建更大系統(tǒng)較為困難。大芯片的成品率不及小芯片。小組件在構建這些系統(tǒng)方面有著顯著的實用性和經濟性優(yōu)勢。從系統(tǒng)的角度來看，使用小芯片無需為后續(xù)每個半導體制程節(jié)點重新設計每個小芯片，因而有助于我們做出更明智的半導體設計決策。某些功能以其現(xiàn)有形式可以完美運行。當有新技術節(jié)點上線時，沒必要重新設計這些功能。

異構集成已應用到生產中。這是一項非常重要的技術，英特爾堅定實施基于小芯片的設計策略。例如，英特爾 Stratix 10 FPGA 和英特爾Agilex FPGA 基于異構集成，且這些器件現(xiàn)已投入生產。實際上，英特爾 Stratix 10 FPGA 多年來一直在批量生產。

基于小芯片的 IC 設計和制造支持英特爾構建具有芯片驗證功能的系統(tǒng)，包括高速串行收發(fā)器、內存接口、以太網和 PCIe 端口等?；谛⌒酒脑O計還有助于英特爾為不同工作負載開發(fā)目標架構，并將其更快地推向市場。

由于這些原因，英特爾積極支持構建以小芯片為核心的行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。為此，我們采取了多項舉措。例如：

英特爾開發(fā)了嵌入式多芯片互連橋接 (EMIB) 技術，該技術用于使用標準化互連方法對小芯片進行互連。

英特爾開發(fā)了高級接口總線 (AIB)，英特爾發(fā)布的這一 PHY 是一種免版稅的開源高性能小芯片互連技術。

英特爾最近加入了 CHIPS（接口、處理器和系統(tǒng)的通用硬件）聯(lián)盟，該行業(yè)合作組織致力于推進基于小芯片的開發(fā)項目。

第二層級：系統(tǒng)異構性

第二個異構集成層級是系統(tǒng)層級。今天，我們生活在以數(shù)據(jù)為中心的世界中。數(shù)據(jù)無處不在。英特爾正大力推動系統(tǒng)級創(chuàng)新，以幫助高效管理海量數(shù)據(jù)。我們需要對這些數(shù)據(jù)進行許多操作，包括移動、存儲和處理。與這些任務相關的工作負載需要許多解決方案，英特爾開發(fā)并制造了大量器件來執(zhí)行這些任務，包括 CPU、GPU、ASIC、FPGA 等，我們使用這些器件來構建異構系統(tǒng)。

這些不同的工作負載需要不同的處理架構。標量工作負載在 CPU 上可高效運行。矢量工作負載在 GPU 上可高效運行。AI 和機器學習等矩陣工作負載通?？稍诠ぷ髫撦d特定 ASIC 上實現(xiàn)最高運行效率。最后，空間工作負載最適合在 FPGA 上運行。因此，我們需要將所有這些可用異構架構進行組合，以高效支持數(shù)據(jù)中心中的特定工作負載。將 CPU、GPU、FPGA 和專用加速器整合起來，可幫助英特爾及其客戶智能、高效地解決問題。

第三層級：軟件異構性

第三種異構集成在軟件層級。這種集成較難實現(xiàn)。英特爾的方法被稱為oneAPI 計劃基于標準的跨行業(yè)開放統(tǒng)一編程模型，為當前構建軟件提供了基本思路。該方法與烹飪有相似之處。在廚房里，您不會問廚師是否有“烹飪”食物的特定方式。他們有許多烹飪手法，通過綜合運用各種廚具、精選食材和專心準備烹制各種美味佳肴。

同樣，我認為我們將會繼續(xù)使用多種編程和描述語言。開發(fā)人員需要一個統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境。這就是英特爾推出 oneAPI 計劃的宗旨和愿景。英特爾將前述四種工作負載類型納入這一愿景中，即標量、矢量、矩陣和空間。oneAPI 計劃提出了一個抽象層級，軟件開發(fā)人員理論上可以在一層中開發(fā)代碼，然后將該代碼部署到上面提到的許多處理架構中。

目前，這只是一個開始。英特爾不久前剛剛宣布了開源 oneAPI 計劃，以及測試版英特爾 oneAPI 工具套件。我們認為英特爾 oneAPI 工具套件的開發(fā)前路漫漫，我們對自己選擇的道路深信不疑。

今天，我們擁有面向英特爾 oneAPI 工具套件的 Data Parallel C++ 和資源庫。Data Parallel C++ 整合了 Khronos Group 的 SYCL，支持數(shù)據(jù)并行性和異構編程。Data Parallel C ++ 支持開發(fā)人員使用基于常用 C ++ 結構的“單源”風格為異構處理器編寫代碼。

融合三個異構層級

英特爾深知這三種異構性層級對行業(yè)非常重要。正因如此，我們重視在芯片層級開發(fā)高級封裝技術，在系統(tǒng)層級整合多種處理架構，在軟件層級推出 oneAPI 計劃、英特爾 oneAPI 統(tǒng)一編程環(huán)境和 Data Parallel C ++ 編程語言。在英特爾看來，半導體是一個大產業(yè)，衍生出許多新興市場，例如機器學習、人工智能和 5g，這些市場的企業(yè)需要靈活應對接口和工作負載方面的快速變化。FPGA 具有極高的靈活性，因此在這些市場的早期發(fā)展階段可發(fā)揮重要作用。

隨著這些市場的壯大，為這些市場開發(fā)系統(tǒng)的公司通常會開發(fā)定制 ASIC。為滿足這些市場的需求，英特爾推出了功耗更低、性能更高的英特爾 eASIC 和完全定制的 ASIC。隨著市場日趨成熟和產量增加，英特爾開發(fā)流程支持從 FPGA 順利過渡到兼容引腳的英特爾 eASIC 器件，并最終過渡到 ASIC。

英特爾 eASIC 器件在數(shù)據(jù)中心內也能高效運行，數(shù)據(jù)中心的多種應用和特定工作負載都需要加速。用 FPGA 實現(xiàn)的加速器設計可成為基于英特爾 eASIC 技術的小芯片。該小芯片相比 FPGA 可實現(xiàn)更快速度和使用更低功耗，通過 AIB 或其他互連方法可與其他器件集成到一個封裝中。

責任編輯：xj

原文標題：你只知道摩爾定律？摩爾同時提出的這一觀點也正在被驗真

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