做处理器的公司都痴迷于将产品做得更小。大名鼎鼎但日渐衰落的摩尔定律揭示了几十年来芯片日益缩小的规律。然而，如果连续缩小芯片不再像以前那样见效该怎么办？在这种形势下，英特尔没有选择连续缩小芯片，而是找到了另一个打破口。
本周三，这家芯片巨子向众人展示了一项名为 Foveros 的 3D 封装技能，可以将芯片中的逻辑芯片堆叠起来。近期，几种纵向叠加方法改进了存储芯片。经由了数年的研究之后，英特尔将成为首个将 3D 堆叠技能大规模运用到 CPU、GPU 及 AI 处理器的公司。这与戈登·摩尔的预测并不相同——但看起来或许更好。
叠叠高
堆叠的意义不仅在于节省空间，还能根据用户需求定制硅的组合。
「你可以在给定的空间上堆叠更多的晶体管，」英特尔首席架构师 Raja Koduri 表示。「你还可以堆叠不同种类的晶体管；如果你想在 CPU 上放一个 5G 无线设备，最好先办理堆叠问题，由于这样就能在拥有你想要的功能时担保体积够小。」
Koduri 表示，「现在，我们可以采纳最适宜该功能的流程，并将它们一起打包。」
业内其他公司已经充分利用了稠浊、匹配晶体管的好处，投资于「小芯片」（chiplet），这种芯片险些可以像相互咬合的拼图一样利用。但他们依然是将这些芯片铺在一个平面上。比较之下，英特尔的 3D 堆叠技能更像是乐高积木的玩法。
Lopez Research 公司创始人 Maribel Lopez 评价道，「这种技能正在变革架构的观点。」
改变带来的是实际的受益。2D 方法许可一些变革，但它以捐躯性能和花费更多电量为代价，Moor Insights & Strategy 的 CEO Patrick Moorhead 表示。英特尔彷佛办理了这些问题。「英特尔技能的惊人之处在于，他们将这些小芯片拼在一起后没有涌现性能丢失和电量丢失。」Moorhead 说道。但他也提醒道，英特尔还须要通过一次展示证明他们的技能可以对数百万的芯片也得到同样的结果。
近期，芯片封装构造完成了从单片式向二维、及至现在的 3D 堆叠的进化，许可更多的定制和电量存储。（图源：英特尔）
英特尔认为电力运送是它已经办理的问题。数十年来人们一贯在探索成功的 3D 封装技能，但是却受限于电量、热和价格等成分。「底层变热，温度就会升高。」Koduri 说，「而在 3D 堆叠方法中，如果你在组装好统统后创造个中一层用的是不好的硅，那么你必须扔掉统统。这非常昂贵。」
Koduri 并未透露英特尔办理这些问题的细节。但是他说，严格测试、新的电力运送流程和全新的隔热绝缘材料的结合帮助英特尔避免了一些常见的问题。
变革
从某种程度上来说，英特尔办理了一个困扰已久的物理问题，这本身已经非常有趣，但意义更加重大的是这一打破带来的全新体验类型。
「对付较小或比较新的形状因子来说，这仍旧是一项有趣的物理寻衅。」Lopez 说道，「它对繁芜的形状因子有所帮助，如可折叠、可波折的轻量级事物。」
必须提醒一下，它可能比你想象的来得更快。英特尔称，利用 Foveros 工艺的消费级产品将在未来 12 到 18 个月内上市。届时，三星可能也已上市其首款可折叠智好手机。
但是越有趣的上风可能越精微。由于新架构许可制造商按照需求换晶体管，因此无数的设备将借助堆叠上风变得更加高效。
「最适宜台式机游戏 CPU 的晶体管对 GPU 来说未必是最好的。类似地，你须要不同的晶体管来运行 5G 和互联做事。」Koduri 说道。人工智能仍旧有很多不同的需求。「我们之前只是对硅采纳最好的折中办法。现在，我们可以利用最有利于某项功能的工序，然后将它们聚合在一个包里。由于这些芯片之间有很高的带宽，它们中的每一个都可以像单个芯片那样发挥浸染。」
长远来看，这种可定制性对英特尔将有所帮助。纵然在英特尔霸占主导地位的做事器领域，它也面临着来自谷歌、亚马逊等公司日渐激烈的竞争。现在，英特尔可以供应一些独特的产品，为与这些公司互助而非对抗创建了一条可能的路径。「Facebook、谷歌、亚马逊这些公司没有情由不在自己的可定制专属 chiplet 上利用英特尔设计。」Moorhead 说道。
任何新技能的出身都伴随着警示。英特尔称它可以扩展 Foveros，实际上它也必须这么做。设备制造商和其他互助伙伴也须要这么做。毕竟，英特尔错失落了全体移动一代，面临着来自 AMD、高通、TSMC 等公司的严厉竞争。这些公司已经在 7nm 制程处理器方面先行一步，而英特尔一贯勾留在 10nm。
英特尔展示了自己的最新 CPU 核心路线图。
但终极，3D 堆叠技能引出的新方向不再是像以前那样一味追求更小，而是堆得更高。英特尔本周三也推出了一些其它方面的技能迭代进展，如 Sunny Cove CPU 架构，以及 Gen11 集成显卡。但 3D 封装技能给人的印象最为深刻：这是一种思考如何构建芯片的新方法，它或容许以让摩尔定律打破瓶颈，延续下去。
原文链接：https://www.wired.com/story/intel-foveros-chips-breakthrough/
