半個多世紀以來,摩爾定律一直是半導體行業的“黃金法則”,它定義了芯片進步的底層邏輯。
長期以來,芯片行業都遵循著“摩爾定律”:每18-24個月,同樣面積芯片上的晶體管數量翻一番。其核心思路是幾何縮微——把晶體管做得更小、排得更密。
而華為提出的“韜定律”(T定律)給出了另一條路:時間縮微。不是只追求“塞進更多晶體管”,而是讓信號跑得更快、路徑更短、延遲更低。
一、摩爾定律:靠“縮小”,把城市建得更密
摩爾定律的核心,是幾何縮微。
它的思路很簡單:把晶體管做得更小,就能在同樣面積的芯片上,塞進更多的晶體管。
你可以把芯片想象成一座城市。
摩爾定律的做法,就是不斷把道路變窄、把樓房建得更密。
過去的芯片像一座道路寬闊、建筑稀疏的城市;隨著制程從微米級進化到納米級,晶體管越做越小,就像城市里建起了更多的車道和高樓,能容納更多的“車”(數據)和“人”(晶體管)。
但這種模式有它的天然瓶頸:
1、路徑繞遠:信號在二維平面上傳輸,像在平面城市里開車,路線繞來繞去,路徑很長。
2、延遲變高:走線越長,信號傳輸的時間就越久,延遲自然就高了。
3、能耗難降:更長的走線意味著更大的負載,信號傳輸需要消耗更多的能量,能效難以提升。
當制程工藝走到3nm、2nm甚至更先進的節點時,物理上的極限越來越近,單純靠“縮小”來提升性能的路,已經越來越難走了。
二、韜定律:靠“提速”,優化路線建立體城市
華為韜定律(τ定律)的核心,是時間縮微。它不再只盯著“縮小尺寸”,而是通過優化信號傳輸的效率,讓信號跑得更快、路徑更短、延遲更低。
同樣用城市來打比方,韜定律的思路,不是把路修得更窄,而是直接建立體交通。
它通過“邏輯折疊”(也就是三維堆疊技術),把相關的單元放在更近的位置,就像把原本在平面上繞遠路的線路,改成了高架橋、隧道和直達通道。
這種思路帶來的優勢非常明顯:
1、路徑更短:通過三維堆疊和優化布線,信號可以“直達目的地”,不用再在平面上繞路。
2、延遲更低:走線變短、負載變小,信號傳輸的時間被大幅壓縮,延遲顯著降低。
3、能耗更優:更短的路徑意味著更少的能量損耗,能效自然更上一層樓。
4、密度更高:它不依賴單純的制程縮小,而是通過三維堆疊,實現等效晶體管密度的提升,為芯片性能增長提供了新的可能性。
摩爾定律是把城市建得更密,韜定律是優化路線、立體規劃,讓車(信號)跑得更快!
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三、芯片發展的雙輪驅動
很多人會把韜定律看作摩爾定律的“替代品”,但實際上,兩者更像是互補的關系。
摩爾定律依然是行業的基礎,先進制程帶來的晶體管密度提升,依然是芯片性能的重要支撐;
韜定律則是在摩爾定律放緩的背景下,為行業提供了一種“跳出制程看性能”的新思路。它不再只盯著晶體管的尺寸,而是從系統架構、信號傳輸的層面入手,通過三維堆疊、先進封裝、架構優化等方式,繼續推動芯片性能的提升。
從“縮小”到“提速”,從“幾何縮微”到“時間縮微”,芯片行業的底層邏輯正在發生變化。
韜定律的提出,不僅為華為自身的芯片發展指明了方向,也為整個半導體行業提供了一種新的解題思路——當“把晶體管做小”越來越難時,讓“信號跑得更快”,或許會成為下一個時代的主旋律。
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