IBM全新芯片指甲盖大小集成近千亿晶体管

IBM于周四发布了采用其最新半导体技术打造的首款芯片。这枚芯片大小不超过一枚指甲盖，却集成了近1000亿个晶体管。在相同甚至更小的芯片面积内封装更多晶体管，是提升能效与处理速度的核心路径。

新芯片的制程节点为0.7纳米，小于IBM于2021年首次发布的2纳米芯片。不过，新芯片的内部电路架构已进行了重大调整。此前2纳米制程将晶体管以平铺方式排列，IBM研究院将其称为"纳米片"结构。而最新的0.7纳米芯片则采用了IBM新开发的"纳米堆叠"架构，将多层纳米片进行垂直叠加。

IBM表示，新架构带来了显著的性能提升。内部实验数据显示，与2纳米版本相比，新芯片性能最高提升50%，能效提升达70%。

此外，纳米堆叠架构还使SRAM（静态随机存取存储器）的芯片面积缩小了40%。SRAM无需持续供电即可保存数据，且读写速度快于DRAM，因此在AI应用中需求旺盛。

不过，该芯片距离正式量产还需一段时间。IBM目前正与日本晶圆代工厂Rapidus合作推进量产准备工作，预计还需约五年才能实现量产。但与此同时，市场对高能效计算芯片的需求正持续增长。

IBM、英伟达、AMD等公司设计的芯片，是整个AI产业的核心基础设施。随着OpenAI、谷歌等AI开发商竞相构建更先进的模型，训练过程需要消耗大量算力，随之而来的是对电力、冷却水和数据中心土地的庞大需求。

"所有人都想要更强的性能，但没有人愿意为电费买单。"IBM半导体研发副总裁卜惠明表示，新芯片的高能效"对于AI来说是至关重要的特性"。

研发更高效的硬件，是科技行业领袖所描绘的AI未来蓝图中不可或缺的一环。当前，内存、处理器及其他关键元器件的产能缺口，已造成市场上多种消费电子产品零部件短缺。新的研究原型有望帮助科技公司及终端用户，在未来以更低成本获得更强的性能表现。

"归根结底，问题在于：我们能否让晶体管变得更高效？"IBM研究院院长Jay Gambetta说道，"这是一个可定制化的平台，我们预期它将对逻辑电路到SRAM的各个层面产生影响。随着技术的持续演进，我们有望看到更高效、规模更大的AI加速芯片问世。"

Q&A

Q1：IBM最新0.7纳米芯片和2纳米芯片相比有哪些提升？

A：IBM最新0.7纳米芯片采用纳米堆叠架构，将多层纳米片垂直叠加，相比2021年发布的2纳米芯片，性能最高提升50%，能效提升70%，同时SRAM芯片面积缩小40%，在更小的物理尺寸内集成了近1000亿个晶体管。

Q2：IBM 0.7纳米芯片什么时候可以量产？

A：目前IBM还在与日本晶圆代工厂Rapidus合作推进量产准备，IBM表示"预计五年内有望实现量产"。虽然距离正式量产还需较长时间，但随着AI行业对高能效芯片的需求持续增长，量产进程备受业界关注。

Q3：IBM 0.7纳米芯片对AI行业有什么意义？

A：AI模型训练需要消耗大量算力，进而带来巨大的电力和资源消耗。IBM新芯片能效提升70%，可大幅降低AI数据中心的运营成本。IBM研究院院长表示，该芯片平台可定制，预计将推动更高效、更大规模AI加速芯片的发展，对整个AI产业具有重要意义。