CPS(信息物理系统)
我本人不太喜欢物联网(IoT)这个词,因为它暗示只要把传感器像互联网一样连起来,收集数据,这事就结了。实际上你得到了一大堆数据是没用的,真正有用的是拿到数据之后,还要反馈回来做控制,所以我更喜欢CPS(Cyber Physical System)这个词,即信息物理系统,意思是要把物理系统能够与信息系统结合到一起,形成一个闭环,能够让信息系统影响物理系统。实际上我国说的信息化改造工业化也是这个意思。
摩尔定律难以解决性能和功耗问题
为什么后十年我们做得到呢?来看看微电子业的摩尔定律。摩尔定律不停地发展,现在已经到20纳米,未来的路线图已到3.5纳米。摩尔定律要解决什么样的问题呢?就是漏电问题。像水管一样,一个开关如果关得不牢,就要漏水,如果一个晶体管设计得不好,它就会漏电。现在“水龙头”越做越薄,一定会有“漏水”现象,整个工业界正在做的就是如何把开关关紧。
现在用体硅和绝缘体上硅(SOI)(图2),还有FinFet(鳍式)、SOI FinFet,最后是全包围,来把电流夹断。
目前Xilinx在20纳米节点,很快会推出14/16纳米芯片。摩尔定律在今后至少十年还是适用的,所以在器件方面,我们不用太着急。
但是摩尔定律每年指望它性能翻番遇到了严峻的挑战。不是说摩尔定律有了,跟着它每年就自动获得计算能力,这件事过去是这样的,但是最近行不通了。整个业界面临着两个挑战,一个叫性能,一个叫功耗。
现在一个芯片里面可以集成越来越多的晶体管,可是晶体管如果都工作起来,消耗的电流特别大,大到最后你如果按照这个曲线走的话(如图3),单位面积上的功耗会超过核电站的功耗,甚至是火箭、太阳表面的功耗,因此芯片会烧坏,这就是所谓的暗硅(Dark Silicon)。