北京
6月27日消息，IBM公布一種面向AI數據中心的亞1納米芯片架構，稱可在指甲大小的處理器上容納近1000億個晶體管。
據TechSpot報道，IBM把這套設計稱為“納米堆棧”（nanostack）架構。按照IBM的預測，相比其2021年公布的2納米芯片技術，這種架構的計算性能最高可提升50%，能效最高可提升70%。它目前仍處于研究階段，IBM稱，這項架構為未來至少十年的芯片制程持續縮小的路線提供基礎，并認為最早可能在未來5年內進入生產環節。
亞1納米不是字面尺寸，而是行業代際命名
“亞1納米”容易讓人誤解為晶體管尺寸真的小于1納米。TechSpot在報道中說明，芯片節點命名已經多年不再對應真實物理尺寸，這里的亞1納米更多指向IBM對性能和能效水平的定義。
IBM這次公布的核心思路，不是繼續把晶體管在平面上做得更小，而是把晶體管垂直堆疊。報道稱，納米堆棧架構的基本單元由兩個堆疊并鍵合在一起的晶體管組成；每個晶體管包含三片納米片，每片約5納米厚，間距約9納米。
IBM研究院主任、IBM院士杰伊·甘貝塔（Jay Gambetta）在媒體簡報中說，這不是漸進式改進，而是一次實質性的躍升，目標是讓計算能力顯著提高，同時不讓能耗同步增加。
AI數據中心最關心的是電和緩存
對普通用戶來說，這類技術不會立刻變成一臺新手機或一塊新顯卡。它首先影響的是AI數據中心、云計算基礎設施，以及未來CPU、GPU等高性能處理器的設計路線。
IBM給出的關鍵承諾是：在同一代際比較下，納米堆棧架構可能帶來最高50%的計算性能提升，或最高70%的能效提升。這里的“最高”是IBM預測值，尚未經第三方獨立驗證。當前AI訓練和推理正在大幅推高數據中心的用電壓力，在這一背景下，性能和能耗的取舍空間本身就是核心問題。
另一個重點是SRAM，也就是芯片內部的高速緩存。TechSpot稱，IBM報告了40%的SRAM縮放改善，原因是交錯通道設計降低了整體單元高度，提高了SRAM密度。SRAM直接關系到AI系統的數據訪問速度，但在近幾代先進制程里一直較難繼續縮小。
IBM做研發，量產還要看合作伙伴
IBM本身主要從事前沿半導體研發，而不是大規模商用芯片制造商。TechSpot提到，IBM曾與日本Rapidus合作推進2納米生產，也與三星在相關半導體技術上合作；臺積電等主要廠商也已獨立采用納米片晶體管設計。
不過，IBM尚未公布納米堆棧架構未來商業化的具體合作伙伴。IBM半導體全球研發副總裁布慧明（Huiming Bu）表示，納米片已成為下一代晶體管縮放的基礎，目前被領先代工廠用于大部分3納米芯片和全部2納米芯片；他預計納米堆棧未來會取代納米片，成為CPU、GPU等先進處理器的主流架構。
這意味著IBM公布的是一條可能影響行業的技術路線，而不是一款馬上上市的芯片。它能否從實驗室走進工廠，還要看后續量產合作、成本、良率、散熱和漏電控制等工程問題。（易句）
（本文由AI翻譯，網易編輯負責校對）
本文來源：網易智能
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王鳳枝_NT2541
