每次提到CPU處理器發展的時候，似乎都繞不開摩爾定律這件事，尤其是對Intel來說，因為提出這個定律的是Intel最早的兩位創始人之一的戈登·摩爾，多年來Intel也是最虔誠的摩爾定律信徒。在半導體工藝進入10nm節點之後，最近幾年來業界一直在談摩爾定律失效的問題，但Intel並不為所動，依然在堅持摩爾定律未死。

在去年底的首次Intel架構日上，Intel高級副總裁、首席架構師Raja Koduri以及TSCG高級副總裁、矽工程總經理、CPU大牛Jim Keller談到了Intel的六大技術支柱，包括製程和封裝、架構、內存和存儲、互連、安全、軟件，其中工藝、架構等技術就是其中的一部分，也是Intel實現指數級增長的關鍵。

說了這麼多，重點是什麼？最近Jim Keller做了一次巡迴演講，在UC伯克利分校發表了一場演講，時長一個多小時，談到了摩爾定律以及CPU微架構的演進，從8080一直到最新的10nm Ice Lake處理器，更重要的是他還提到了未來的發展方向。

對CPU架構感興趣的同學值得仔細學習下，這裡來簡單看下這個CPU大牛都具體談了哪些內容吧。

Jim Keller：摩爾定律未死未來還可以微縮50倍

不論是出於Intel的立場還是他個人的理念，Jim Keller都是堅定支持摩爾定律的，已經在多個場合捍衛摩爾定律的有效性，這次也不例外，一開始就是介紹摩爾定律，並提出了他的觀點——摩爾定律未死。

他把對摩爾定律的看法分為四部分，按照（不）相信摩爾定律、摩爾定律（沒死）死了做個分割，那些相信摩爾定律並且堅信摩爾定律沒死的人則是充滿了挑戰性。

此外，Jim Keller還拉出了幾位大腕，分別是NVIDIA CEO黃仁勳、伯克利學校的大牛David Peterson，他們兩人都是“摩爾定律已死”陣營的。

持有這種觀點的人不止他們二人，實際上不同公司、不同派系的人讚成或者反對摩爾定律的原因也不同，這點大家可以自己琢磨下為什麼GPU廠商往往是不贊成摩爾定律繼續有效的，而Intel之外的AMD、台積電近年來也在堅持摩爾定律。

摩爾定律的核心內容是晶體管密度繼續微縮，也就是集成越來越多的晶體管，Jim Keller也不是嘴上說說摩爾定律未死那麼簡單，他提出了一個重要的觀點——未來晶體管還能繼續微縮50倍，也就是50倍密度與現在的水平。

在這方面，Jim Keller指出未來還有多種技術手段繼續提升晶體管密度，其中FinFET 3D晶體管、柵極縮放能夠提供3倍的密度提升，納米線、堆棧納米線、能夠提升2倍的密度提升，再往後還可以藉助封裝技術的進步，比如晶圓to晶圓、核心to晶圓又分別可以提供2x、2x的密度提升，算下來就是未來還可以再提升50倍左右的晶體管密度，因此摩爾定律離失效還遠著呢。

Jim Keller：CPU微架構繼續升級Intel正開發IPC線性提升的新架構

除了工藝技術進步帶來的密度提升，Jim Keller這次演講還花了大篇幅介紹了CPU微架構的發展，從最初的Intel 8080一直介紹到了Sunny Cove，這是10nm Ice Lake處理器上使用的新架構。

Sunny Cove是Intel公佈的新一代CPU微內核路線圖中的第一款，其設計目標就是大幅提升ST單線程性能，Intel 之前公佈的數據顯示Sunny Cove核心的IPC性能相比Skylake大幅提升，多則提升40%以上，平均下來也有18%的IPC性能提升，可以說是近幾代CPU架構中提升最多的一次了。

限於篇幅，這裡不詳細介紹Sunny Cove核心的技術細節了，之前我們已經有文章介紹過了，可以參考下面的文章。

英特爾Sunny Cove架構很“吸睛”：10nm加持猛料不少

為什麼要開發新架構的CPU？Jim Keller對比了多年來CPU的變化，Ice Lake這一代的IPC性能是早期VAX 11/780處理器的28倍，整體性能則是14000倍。

在這部分的演講中，Jim Keller還提到了Intel正在開發更先進的CPU微架構，它的性能提升更接近於線性增長（指的是IPC性能跟晶體管規模增長正相關，以往晶體管大幅增長，但IPC性能不一定同步增長這麼多），Keller強調說這個內核對他們來說是一次很大的轉變，用玩家習慣的話說就是CPU架構不會再擠牙膏了。

總之，Jim Keller的觀點就是摩爾定律遠沒有到失效的時候，未來晶體管密度還可以提升50倍，幾乎每個功能單元都有創新的餘地，沒有什麼是不可能的。

在製程技術之外，CPU微內核同樣也會繼續創新，指令集、分支預測、體系結構都有可優化之處，IPC性能會保持跟晶體管規模提升那樣的線性增長，這是一次巨大的轉變。

最最後，Jim Keller還提到了老朋友Raja Koduri總結的一條定律——全新的架構每10年將性能提升10倍，並且他還援引了諾獎得主費曼的名言，就算到了原子級的領域，依然會有足夠的創新之處。