传奇落幕 古典算力时代逝去

算力“权力”的更迭。

来源：21tech（News-21）

作者：倪雨晴

编辑：林曦  卢陶然

图源：视觉中国

“摩尔定律”的提出者戈登·摩尔于近日离世，这位半导体界的传奇人物在夏威夷家中平静远去。

所谓“摩尔定律”是指在1965年，摩尔就预测电路中的晶体管数量每年都会翻一番，1975年，摩尔将其修订为每两年一次，此后它成为了技术快速变革的缩写和符号。同时，“摩尔定律”也是摩尔联合创办的英特尔走向辉煌盛宴的重要基础。

可以说，摩尔是传统算力时代的缔造者，其提出的“摩尔定律”不只是算力技术的预言，更是全球PC产业链的指挥棒，统治传统算力世界半个多世纪。

一位产业观察人士向21世纪经济报道记者评论道：“传统算力，或者可以称之为古典算力，因为这套架构在50年前就已经制定，摩尔是范式的创立者，在业界创造了神话。”

而他的离去，正如帕瓦罗蒂的离开，余音绕梁，但画面已经切换。从CPU到GPU，游戏的主场正从姓C变成姓G，名字从特尔变成伟达。一个时代落幕了，摩尔的精神长在，是图腾，也是明灯。

没有多少时间感喟，权力的游戏继续。在上述人士看来，算力本质上已经成为新的权力（power），它从不独立存在，产业、系统、商业、乃至国家战略都与之绑定命运。

仙童半导体往事

如果从摩尔的求学经历看，他是一名化学和物理专业的顶级科学家。他在UC伯克利化学系获得硕士学历后，前往加州理工攻读化学和物理博士学位，毕业后在约翰斯·霍普金斯大学的应用物理实验室，此时摩尔并未和半导体有过多交集。

而故事的转折点即将到来，1956年，摩尔接到了晶体管之父、诺贝尔奖获得者威廉·肖克利（William Shockley）的电话，肖克利盛情邀请他加入肖克利半导体公司（Shockley Semiconductor）。

当时，肖克利的名气如日中天，这位天才刚刚离开了贝尔实验室，来到加州的旧金山湾区开启新事业，而肖克利半导体公司被视为硅谷的第一家半导体企业。

此前在大名鼎鼎的贝尔实验室中，肖克利和他的团队发明了晶体管，取代了当时广泛使用的电子管，其小型化、低功耗和稳定性使得它能够在电子设备中发挥更大的作用。晶体管的发明也开启了微电子学时代，是现代电子学的重要里程碑，也是半导体产业发展的关键技术之一。

当肖克利决定单飞创业时，年轻的科学家们几乎一呼百应。于是，摩尔来了、罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）来了、安德鲁·格鲁夫（Andy Grove）也来了，他们三位后来成为了“英特尔铁三角”（Intel Trinity）。

随着一群天才们的聚集，肖克利半导体公司打造了梦之队，然而好景不长，由于怪才肖克利的管理风格缺陷等问题，公司出现了严重的营运困境。在一年不到的时间内，摩尔等八位核心成员就向肖克利提出辞职，并历经曲折创立了仙童半导体公司（Fairchild Semiconductor）。

肖克利则怒斥他们为“仙童八叛军”（Traitorous Eight），而仙童即将开创半导体产业的新纪元，“背叛”和“创新”、“才华”紧紧相连，反而成为一种褒奖。

在上世纪的50年代、60年代，这八位传奇的创始人开始引领全球半导体产业的前进之路，他们首次商用制造了扩散硅晶体管，并且在全球率先发明出商用的集成电路。在未来的几十年中，在硅谷诞生的诸多半导体企业，其源头都可以追溯到仙童半导体这一黄埔军校。

吴军在《信息传》中描述道，到20世纪60年代末，在旧金山湾区召开的全世界半导体公司巨头会议上，九成参会者都曾经在仙童公司工作过。20世纪70年代初，一位记者给这个挤满了半导体公司的旧金山湾区起了一个新的名字——硅谷。

肖克利把硅元素带到了旧金山湾区，而仙童半导体的创立，被业界认为是硅谷诞生的标志，也有评论称，是仙童让硅谷成为了硅谷，硅谷文化和精神就从“仙童八叛徒”开始传承。

而仙童半导体的内部“背叛”也很快来临，在半导体蓬勃发展之际，公司的管理层、技术人员等纷纷离职开辟自己的事业。同时，由于大投资方仙童总公司收紧控制权，并且和这些技术天才们构思的发展战略存在分歧，仙童半导体逐步走向衰退，最终八位创始人们也出走自立门户。

其中，摩尔和诺伊斯共同创立了英特尔；同为“八叛徒”之一的尤金·克莱纳（Eugene Kleiner）创办了知名的风投企业凯鹏华盈（KPCB）；主管销售的副总经理唐·瓦伦丁（Don Valentine）创办了红杉资本；营销总监杰里·桑德斯（Jerry Sanders)带着多名仙童员工一起离职，创办了AMD。

吴军总结道，人们在回顾仙童公司时依然会说，它是历史上最伟大的公司之一。因为它不仅发明了集成电路，而且通过不断地分化出新的公司，开创了一个在长达半个多世纪的时间里全世界增长最快的产业。如果诞生于仙童公司的所有公司加在一起，它们的市值将会超过3万亿美元。对于全世界来讲，大家宁可要一个快速增长的产业，也不要一家巨无霸公司。

英特尔的奇迹与困境

一鲸落，万物生。在半导体创业热潮中，摩尔和诺伊斯继续书写奇迹，在1968年7月，他们共同创立了英特尔，之后格鲁夫加入成为第三名员工。

摩尔最初担任执行副总裁，直到1975年成为总裁。1979年，摩尔被任命为董事会主席和首席执行官，直到1987年，他放弃了首席执行官的职位，继续担任董事长。1997年，摩尔成为名誉主席，2006年卸任。

摩尔曾向媒体表示，他是一位“偶然的企业家”，没有强烈的创业冲动，但他和诺伊斯、格鲁夫合作无间，“三杰”直接奠定了英特尔的文化基因和技术基础。

据了解，诺伊斯既是一位技术大拿，也是一位卓越的领导者，当时他有一个绰号是“硅谷市长”，大家都认为他主导了英特尔的早期愿景及大部分文化。而摩尔是技术向导，在他的带领下，英特尔早期就在硅存储器方面处于领先地位，并推动了微处理器的发明。

尤其值得注意的是，摩尔促成了英特尔从内存到微处理器的业务转变。1969年，英特尔推出自己的第一批产品——3101存储器芯片；1971年英特尔推出了第一颗微处理器Intel 4004，开启了CPU之路。然而到了1985年，因为日本芯片制造商的激烈竞争，英特尔内存芯片跌入亏损，面对是否退出的痛苦抉择时，摩尔在和同事分析讨论后决定停下传统的内存业务，转而聚焦CPU业务。

到1991年，英特尔成为当时世界上最大的半导体公司，Wintel联盟紧紧把握着产业链的话语权。而直到两年后，英伟达才于1993年正式成立，彼时GPU还仅仅是图像处理器，而在接下来的20年中，GPU提供的并行计算将大行其道。

2008年，英伟达创始人黄仁勋采访中曾被问道：“怎么阻止英特尔有一天会把GPU的功能集成到CPU里，或者芯片组里？”就在2006年，英特尔新双核处理器面世，其微处理器架构有重大改变，新的微处理器命名为“酷睿”（Intel Core Duo），这也是英特尔的一个重要节点。

黄仁勋当时的回答就颇具前瞻性，并且思路清晰：“我们做的业务和英特尔是非常不一样的，微软和英特尔要创造的技术是要满足所有人的需求。但我们不是，我们也不是入门级的基础GPU厂商，我们专注于对优异的图形技术有巨大需求的人群。要知道有成千上万的人喜欢制造电影、喜欢拍照，他们不会满足于基本功能的产品，这是一个庞大的群体。”

他不仅预测到了计算需求的爆发，还对计算设备的发展趋势有了预判。当采访者将英特尔、AMD和英伟达比喻成三国时，黄仁勋直言：“你把世界描绘得太小了。”

在他看来，从2008年开始未来的20年中，生活中最重要的计算机是手机，不是服务器电脑、不是台式电脑、也不是笔记本电脑，“现在（2008年）的三国没有人在做这个事情，我觉得那个世界才是我们要奔赴的，如果你把世界限定窄了，那你的战略就会窄。”

回顾看，英特尔最终错过了移动市场，当然英特尔的业务早已从PC拓展更广阔的云市场，英特尔继续inside。只是眼下，随着AI技术再次突破，英伟达再次攀升高峰，英特尔面对着四面楚歌的困境。

内部看，英特尔正在着力修复制程的开发节奏，重金投资的晶圆厂还需要时间去建设。外部看，不论是PC端还是服务器端，对手们来势汹汹，AMD、英伟达都是老对手，苹果自研的电脑芯片系列正逐步升级，且ARM架构一直暗流涌动，市场上的竞争者越来越多。对于英特尔而言，从x86架构到全栈式的硬件软件生态，较量都更焦灼。

摩尔定律和算力更迭

在“摩尔定律”驱动的节奏下，半导体产业狂奔了大半个世纪，然而随着工艺的持续演进，近年来“摩尔定律”放缓已经成为共识。

甚至一些人认为摩尔定律已经失效了。2022年，黄仁勋就表达了相关的观点，认为“摩尔定律结束了”。他在一场采访中表示，以类似成本实现两倍业绩预期对于芯片行业来说已成为过去。

也有观点认为摩尔定律的终结是必然的。在现有技术条件下，芯片上晶体管的数量越来越多，继续缩小芯片元件的尺寸和间距越来越困难，因此晶体管数量翻倍的速度已经减缓。此外，由于芯片制造工艺的限制，一些新型材料的使用、新型器件结构的引入等技术进步遇到了困难，使得“摩尔定律”的预测能力变得越来越弱。

但是，在英特尔CEO帕特·基辛格看来，摩尔定律并没有失效，摩尔定律至少在未来的十年里依然有效。在对摩尔的悼词中，基辛格表示：“英特尔仍然受到摩尔定律的启发，并打算追求它，直到元素周期表用尽。”

此前他指出，结合RibbonFET、PowerVia两大突破性技术，还有High-NA光刻机等先进技术，英特尔希望到2030年在一个芯片封装上可以有1万亿个晶体管，英特尔制定了4年内交付5个制程节点的计划，欲在2025年重回制程领先地位。

基辛格所代表的阵营认为，摩尔定律只是面临了新的挑战。随着人工智能、物联网、云计算等新兴技术的兴起，对芯片计算性能、能效比等方面的需求日益增长，推动了芯片制造技术的不断创新和发展，也为摩尔定律的延续提供了新的可能性。例如，采用三维集成、多核处理器、新型器件结构等技术，可以在有限的芯片面积上实现更多的晶体管数量和更高的计算性能。

当前，摩尔定律的失效与否仍然是一个有争议的话题。尽管现有技术条件下晶体管数量的翻倍速度已经放缓，但随着半导体技术的不断革新和发展，新的技术手段可能会再次推动晶体管数量的快速增长。因此，摩尔定律的命运还有待观察。

同时值得一提的是，近日，OpenAI的CEO山姆·阿尔特曼（Sam Altman）在社交平台上提出了一个新版“摩尔定律”：宇宙中的智能，每18个月翻一倍。

不论阿尔特曼预测的AI界“摩尔定律”是否准确、半导体界的“摩尔定律”是否失效，人类对于算力的需求还在快速增长。尤其是现在，OpenAI推出的ChatGPT正在以小时为尺度不断进化，背后主要是超强计算能力的支撑。

其中，GPU更是计算主力，因为GPU的并行计算能力更强，它的架构和设计特点使其更适合处理大规模的、密集的数据计算，如图像和视频处理、科学计算、机器学习等方面。当然，CPU仍然在很多领域具有重要地位，如通用计算、操作系统、数据库等方面。只是随着人工智能等领域的快速发展，GPU的应用也越来越广泛，目前GPU已经成为很多领域的主要计算基础设施之一。

前述产业观察人士进一步指出，传统或者说古典算力，通常指的是使用CPU作为主要计算资源的计算方式，但随着人工智能、深度学习等技术的发展，传统算力已经难以满足日益增长的计算需求。而GPU等加速器逐渐成为了处理复杂计算任务的主要选择，特别是对于大规模并行计算、图像处理、机器学习等领域的应用具备优势。

而CPU和GPU之间的关系也逐渐从竞争转变为协同合作，在许多应用场景中，GPU和CPU相互补充的，在英伟达最新一代的产品中，就已经将GPU和CPU进行联结，将CPU的能力融入其GPU的生态中。

事实上，异构计算早已成为趋势，在GPU和CPU的分分合合、主配角的竞争中，算力世界正展开历史新画卷。

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