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钳形攻势才是“τ韬定律”的底层逻辑框架

前些天国际电路与系统研讨会上某品牌商提出的“τ韬定律”着实在行业内外都火了一把,它这个定律的主张是缩短系统信号延迟,通过

前些天国际电路与系统研讨会上某品牌商提出的“τ韬定律”着实在行业内外都火了一把,它这个定律的主张是缩短系统信号延迟,通过一揽子时间优化手段来提升芯片性能效率,而不是像摩尔定律那样靠着晶体管制成缩小,比如10nm到3nm那样来提升芯片性能水平。

“τ韬定律”本身是否能达到像摩尔定律那样预测指导芯片半导体行业发展的高度,很多行业内的人是持怀疑态度的,因为这个“τ韬定律”本身的逻辑原理连初中生都能理解。

老黄这两天也发声,“τ韬定律”所谓的优化路径,台积电在10年前就已经布局了,其实就是暗示,这不是什么行业的重大突破,只是一种“技改”罢了,而要知道布局10年后的台积电在这一方向上本身就已经走了很远了。

况且这家品牌商素来有“赢学”的营销历史,一口气要在汽车、芯片、手机等等各大最尖端科技领域对标甚至遥遥领先行业龙头品牌,难免让人怀疑这次只是一次类似于“生态化反”那样的概念营销。

①“摩尔定律”的本质是什么?

过去摩尔定律能够预测半导体行业发展,表面上看是它摸到了信息技术进步的指数增长规律,实际上这只是它的特征。摩尔定律的精髓本质在于“定位”,它不是为了强调技术上无限进步的达尔文主义,而是定位,定位每一代半导体芯片性能的巅峰水平。

半导体芯片性能的巅峰水平一旦被定位,即使可能与实际设计生产出来的成品有差异,但每一代设计的目标、标杆也就有了依据。

这有点像算命,虽然本身只是经验泛泛之谈,但只要预设一些“劫”、“顺”、“祸”、“喜”、“悲”的短时情绪来定位人生阶段的状态,就会让很多人信服,即使它大部分都不对,但只要少数碰巧定位准确,那么就会让人信服——定位行为本身就不是在获取确定性,而是创造确定性,信者也就信其有。

但摩尔定律的缺点也在逐渐暴露出来,那就是对于半导体芯片性能巅峰水平越来越难定位了,一方面设计逼近物理极限,真正的天花板似乎快要摸到了;另一方面AI深度融入架构设计工作里,芯片性能水平又似乎依旧有大幅进步的潜质。

一张一弛之中,一旦创造确定性的底层逻辑失效,摩尔定律的定位本质,也就沦落到和算命差不多的水准了。

②“τ韬定律”的底层逻辑是什么?

韬定律它的底层逻辑其实并不是一种芯片性能提升优化指导方案,它也并不是常规意义上的“时间换空间”——这种优化方法初中生都能想到,实在老掉牙,在我看来,它是一种技术上的“钳形攻势”思路框架。

刚才谈到摩尔定律的精髓或者说本质是定位芯片性能的巅峰水平,而τ定律所强调的时间尺度上的技改优化方案并没有对于芯片性能巅峰水平的预测能力,没有定位功能,也不在于创造确定性。

韬定律本身就只是一种逻辑思路框架,它把芯片性能本身当做一个对象,从对象两个特质方面发动钳形攻势来逼近芯片性能巅峰极限:

一是芯片性能本身的迭代特质,无论是架构或者制程的进步,芯片性能本身在时间尺度内呈现迭代特征,与时间呈现高度强相关性,无论是微观尺度上的芯片性能调度,还是宏观尺度上的芯片性能巅峰水平的进步都是如此。

这次厂商提出的器件、电路(比如‌Logic Folding/逻辑折叠‌)、芯片(3D堆叠)、系统这些方面的优化表面上看是降低时延,实际上如果长期来看反而会将芯片性能和时间二者的相关性减弱,从而把芯片性能的迭代特征消解掉。

二是芯片性能本身的载体特质,当前芯片制程接近物理极限的情况下,极紫外光刻机的天花板也在逐渐逼近,芯片性能表达本身是要依赖于载体的,无论是物理载体,还是架构电路逻辑载体、系统载体等等,芯片性能水平都需要载体来进行表达。

但韬定律所倡导的技改优化手段——“逻辑折叠”,实际上就是不断弱化载体在芯片性能表达中的依赖性。韬定律的各种工艺协同和对于时间常数τ的追求,是让芯片性能提升方向从对于芯片性能载体的提升转向对于芯片性能本身的提升,也就是对于计算效率的追求。

韬定律表面上看就是放弃摩尔定律,而要另辟蹊径关注时间常数τ,它的底层逻辑其实就是对于芯片性能的两个特征方面的钳形攻势,一方面消解芯片性能的迭代特征,一方面消解芯片性能的载体依赖性,从而综合提升提升芯片性能本身效率。

我能想到,为什么厂商觉得自己走出了一条不一样的路,因为韬定律的底层思维框架和摩尔定律是完全相反的,而不只是另一条路或者另一种工艺方向。摩尔定律在定位芯片性能巅峰水平、创造一种确定性,韬定律在用钳形攻势通过消解确定性,而靠近芯片性能在AI时代的真正巅峰。

③“摩尔定律”还是“韬定律”更有未来?

当下来看,如果按照和稀泥的说法,我似乎应该说要结合二者观点之长处,综合推进芯片性能水平,利用AI等前沿技术提升算力效率。

但这完全是初中生的水平,我不是歧视初中生,而是因为我起码读过高中,总是略高一点。在我看来,韬定律如果只是按照目前的技术方向走,那么行业内的人恐怕还是难以认同的。韬定律像我所说,本身只是一种思维逻辑框架,而达不到一种方法方案。

当然有人可以说这就够了,这是一种战略方向。但在具体提升芯片性能的指导意义方面,韬定律难以达到摩尔定律曾经的辉煌巅峰,也不应该模仿摩尔定律,不然就只是东施效颦。

其实当一种生意或者学术方向上,能够有新的有竞争力的思维框架,也有一些具体的改进方法,不妨就根据这种思维框架踏踏实实做好每一件改进的小事,这也就足够了。但更多的宏大史诗叙事是不必要的。

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