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    作者:贾凯强

    集成处理器和内存难在保证开箱率控制

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    1集成被研发所爱

      处理器与内存采用集成的方式似乎成为一种朝流。但是市场应用领域与科研领域有着明显的区别,处理器与内存集成的方式想进入市场技术并非唯一问题,如何控制开箱率,控制好生产成本才是核心。

    集成处理器和内存难在保证开箱率控制

      集成被研发所爱

      处理器与内存的集成是解决处理器性能和大量数据传输间不断往返并受制于传统并行总线架构矛盾的解决方法。

      无论是PC、服务器还是移动设备,处理器与内存之间都是依靠传统的并行总线架构进行信号往返的,而这种往返在普通的计算时不会产生太大压力,但在对计算要求增加之后,这种桎梏影响到了计算能力的进一步提升。为了解决这一问题,将处理器与内存集成得到了研发青睐。

      麻省理工与斯坦福两所大学合力开发出了一种内存和处理器集成,采用碳纳米管线连接的3D计算芯片。该技术改变了晶体管的装配方式,在芯片内逻辑和内存各层之间通过纳米导线来通讯,突破了逻辑电路和内存间的通讯瓶颈。

    集成处理器和内存难在保证开箱率控制
    图片来自网络

      该芯片的晶体管放弃了硅而改用石墨烯材质,用以在芯片上提供逻辑层,而和处理器集成的其他曾是采用了阻变式存储器(Resistive Random Access Memory,RRAM),通过改变固体介质材料电阻来完成工作,RRAM比普通的DRAM的优势在于密度、速度和能效等方面。

      而这种集成并非两所大学首创,在超算领域,将处理器与内存集成的方式已经被广为应用。我国自主研发的高性能计算机神威·太湖之光便早已采用了这种方式,并取得了巨大的成功,连续在高性能计算领域夺冠便是最好的证明。

    2研发易 入市难

      研发易 入市难

      一般来讲,在科研领域的技术就是市场应用技术的未来。但是高性能计算领域的成功应用并不能代表这一技术可以简单的进入市场,进入市场的阻碍还有诸多的难题有待解决。

    集成处理器和内存难在保证开箱率控制
    研发可以不计成本

      处理器与内存集成面临着三大难题,技术风险、批量生产和成本控制。技术风险方面是来自于多个方面的,将晶体管、内存芯片和处理器集成在一起时面临的压缩难题。不同于高性能计算所用的大型机柜,一旦进入个人市场甚至移动设备,物理压缩必不可少。但压缩后,散热问题和性能的平衡会让技术研发面临抉择。

      而想进入市场之中,能否实现大规模批量生产是决定性的。两所大学采用的碳纳米管线和RRAM集成的方式距离批量生产相去甚远,在高性能计算领域只注重结果不注重产率的做法在市场经济中并不适用。

      同时,内存的风险与内容需求巨增成正比,内存酌一个存储单元的损坏就可能导致不CPU也随之报废,降低开箱率,生产开箱率决定了生产成本的高低。开箱率低的产品不能形成有效的生产力,单件产品成本可能超出市场承担上限。此外,即便开箱率达标,其处理器与内存集成的总体价值不能超过分开产品过多,这样才能保障设备的竞争力。

      市场压榨技术 成本决定成败

      技术在高端领域研发并且应用,但是在市场层面却并不一定能取得成功,归根机还在于成本的问题。

    集成处理器和内存难在保证开箱率控制
    技术会被市场绑架

      科研方面的技术应用是不计成本的。由于完全的追求性能的极限,因此即便产出开箱率极低,但只要有能够成功的便可以将此直接应用。而想要进入市场之中,成本才是决定性的存在。

    3市场压榨技术 成本决定成败

      而将处理器和内存集成后,芯片内部结构复杂程度提升,工艺要求难度加大,容错率降低,一旦发生芯片内部的任何问题则可能会导致整体的损坏。而此类芯片对于可拆卸式机器友好度较低,即便今后的产能达标,对模块化和可拆卸领域的产品,如服务器等也并不友好。

    集成处理器和内存难在保证开箱率控制
    技术被市场压榨

      因此,从市场应用角度来看,其并非简单的技术拿来主义,而是需要向另外的方向进行突破。芯片技术的发展与工艺水平的结合必不可少,过于复杂的设计和脱离了市场需求的技术都很难真正的在用户之间扎根。

      结束语

      技术决定了产品的上限,市场需求决定了产品的下限,而成本决定了产品能否在市场之中获得成功。

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