《電子技術(shù)應(yīng)用》
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IC Insights:從晶體管數(shù)量來(lái)看摩爾定律還在延續(xù)

2020-03-12
來(lái)源: 滿(mǎn)天芯

IC Insights的2020年版《McClean報(bào)告》(于1月發(fā)布)顯示了在過(guò)去的50年中,DRAM,閃存,微處理器圖形處理器如何跟蹤Moore預(yù)測(cè)的曲線(xiàn)。

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過(guò)去的10到15年中,諸如功耗和與微縮限制相關(guān)的挑戰(zhàn)等因素已經(jīng)影響了某些IC產(chǎn)品的晶體管增長(zhǎng)率。例如,在2000年代初期,DRAM晶體管的數(shù)量以每年約45%的平均速度增長(zhǎng),但在2016年出現(xiàn)的16Gb代次中,其速度下降到約20%。一年前,三星開(kāi)始批量生產(chǎn)12Gb DRAM和8Gb芯片。JEDEC仍在最終確定的DDR5標(biāo)準(zhǔn)包括單片24Gb,32Gb和64Gb設(shè)備。

到2012年左右,閃存密度的年增長(zhǎng)率一直保持在55%-60%,但此后一直保持在每年30%-35%。對(duì)于傳統(tǒng)的2D平面NAND閃存,2020年1月可用的單個(gè)芯片的最高密度為128Gb。對(duì)于96層四級(jí)單元(QLC)器件,目前3D NAND芯片的最大密度為1.33Tb。QLC與新的96層技術(shù)相結(jié)合將使3D NAND在2020年達(dá)到1.5Tb密度,而128層技術(shù)將催生2Tb芯片。

截止到2010年,英特爾PC處理器中的晶體管數(shù)量每年以大約40%的速度增長(zhǎng),但是在隨后的幾年中,這一比例下降到一半。該公司服務(wù)器MPU的晶體管數(shù)量增加在2000年代中期至后期暫停,但隨后又開(kāi)始以每年約25%的速度增長(zhǎng)。英特爾在2017年停止透露晶體管數(shù)量的詳細(xì)信息。
自2013年以來(lái),用于iPhone和iPad的Apple A系列應(yīng)用處理器的晶體管數(shù)量以每年43%的速度增長(zhǎng)。該比率包括A13處理器及其最新的85億個(gè)晶體管,這是最新的指標(biāo)。預(yù)計(jì)在2020年上半年,蘋(píng)果將推出基于新A13X處理器的iPad Pro。

Nvidia的高端GPU的晶體管數(shù)量非常多。與微處理器不同,GPU及其高度并行的結(jié)構(gòu)不包含大量的緩存。Nvidia的一些最新GPU是專(zhuān)門(mén)為AI和機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU)。 永遠(yuǎn)不要低估IC行業(yè)創(chuàng)新突破技術(shù)障礙的強(qiáng)大動(dòng)力,但是關(guān)于IC設(shè)計(jì)和制造的方式正在發(fā)生一些非常戲劇性的變化。盡管阻礙下一代發(fā)展的某些障礙看起來(lái)像是高墻,而不是一般的障礙,但摩爾定律仍然在整個(gè)集成電路行業(yè)中占有一席之地。


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