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【簡 介】
導讀：《商業周刊》近日刊文指出，IBM和其它的芯片廠商正在致力于變形半導體術的研究，業內人士認為這種芯片將會在2007年之前就會所成就，并在10年內迅速成長為主流芯片技術。
【eNet硅谷動力消息】來自德州大學兩位計算機研究人員道格拉斯.S.博格和斯蒂芬.科克勒爾聲稱其所做的工作將改變計算機產業。也許你會會認為他們在夸夸其談，然而當你了解其背景后，就不會這么想了。
這兩位研究人員的背后是藍色巨人，而且在2001年他們獲得了美國國防部1100萬美元的研發資金。而且現在IBM正在加緊制造這一新理念下的第一款芯片模型。如果這款新型芯片能夠實現兩位研究人員的預期，那么也許IBM將會孵化出全新系列的超級芯片-處理器運算速率達到每秒1億萬次。
這樣的處理速度讓IBM自身也感到驚奇，畢竟同等計算能力的超級計算機系統在1997年的造價高達5000萬美元。不過更讓人稱奇的事情在于這款芯片可以通過重新連線改變其結構，也就是眾所周知的可重組式系計算(ReconfigurableComputing)。基于這項技術，也許未來蘋果電腦中的PowerPC芯片可以通過改變架構，從而支持專門為英特爾芯片架構設計的軟件系統。而且音樂播放器iPod也可以轉變為便攜電腦，或者在檢測到電話呼入時自動轉換為一部手機。
當然IBM并不是唯一一家研制變形半導體技術的芯片廠商。實際上主流邏輯芯片供應商幾乎都將目光對準了這種全新的理念，包括惠普、英特爾、NEC、飛利浦電子以及德州儀器公司等。菲利普電子以及德州電器等，而且大量新興公司也正在接入這一市場，如Velogix、picoChipDesigns以及MathStar等。
目前提升處理器性能的通常設計思路是在半導體芯片中集成更多的晶體管，然而隨著芯片中晶體管數量的急速增加，導致了發熱量的提升，目前過高的發熱量已經成為了芯片發展的制約因素。到2008年的時候，處理器上電路的如此微小以至于其總長度將達到20英里。在電路中電流散發的熱量足以將電路自身溶化。為此，引入一種新的處理器設計理念已經顯得尤為重要。
為此芯片廠商提出了一種解決方案-將硅晶片一分為二，制造成雙內核甚至多內核處理器，從而縮短電路長度。AMD公司正在采用這種方式。英特爾的雙內核芯片對這種解決方案進行了進一步的改進，它采用一種Vanderpool的新技術。這些芯片將可以同時運行兩套操作系統，例如微軟的WindowsXP以及Linux，并在不同的操作系統平臺上運行各自的應用軟件。
今年晚些時候索尼在日本市場推出的下一代視頻游戲機PS3將包含9個處理器-IBM的PowerPC主處理器負責監控8個相對簡單的副處理器。這種多內核芯片代號為Cell，由IBM、索尼以及東芝公司攜手開發。索尼聲稱Cell芯片將使得PS3的性能和1997年戰勝棋王卡斯帕羅夫的IBM深藍電腦相媲美。而東芝則將Cell芯片視為下一代智能高清晰電視以及其他消費者電子產品的核心。
Cell芯片采用了另一種形式的可重組計算，硅片中的每一部分都被加入了一種名為eFuse的技術。eFuse技術在每一塊芯片上增加了大量的微電溶絲，它們與特定的隨機軟件結合時，eFuse可使芯片分配自身內部電路以應對不同計算任務，或者增加芯片的運算頻率。這種微電溶絲被焊接在芯片上而無需增加成本，它的功能是控制各個電路的速度，從而可以管理電路性能與電力消耗。它們還有助于修復某些缺陷或圍繞缺陷工作。例如，當芯片電路運行過快或過慢時，微電溶絲可以改變電路的電壓或者提高和減緩速度，以適應任務的需要。
與此同時，如果問題發生在芯片的某個部分，比如芯片內存的某個部分，eFuse可以讓這個部分關閉，但并不影響芯片的其他部分繼續運行。借助于eFuse技術可以實現對芯片的重新編程。
eFuse技術是IBM公司更廣泛開發戰略的一部分。IBM公司的Power5芯片就采用了這項技術。對于藍色巨人來說，eFuse技術十分經濟：IBM可以大批量制造相同規格的芯片，然后通過對微電溶絲的編程實現不同類型的定制芯片。eFuse技術發明者這之一IBM的工程師SubramanianIyer表示，IBM電腦中的圖形芯片和Mac電腦中的圖形芯片完全不同，在此之前，我們不得不生產兩款不同的芯片，并試圖預測出其需求量，而現在我們僅僅需要開發一種芯片。
就靈活性而言，在可重組計算領域現場可編程門陣列(FPGA)技術無疑是最出色的。FPGA就好像硅片上的交通燈，控制著電流信號的傳輸或停止，這將使芯片中電路的運行效率提高上千倍。基于該技術，最終芯片會將所有的電子產品功能整合到一個產品中。FPGA提供商Xilinx公司的首席技術官IvoBolsens解釋道，未來你只需購買不包含任何功能的遠程控制器，當你將其帶回家后，它可以識別了您家中的所有系統-電視、音響、DVD播放器等，并且自動對自身進行改造，來控制這些電器。
雖然在家電領域，可重組計算的應用并不廣泛，但是FPGA在大型計算機系統中找到了用武之地。去年2月份，超級計算機廠商Cray宣布了基于FPGA技術的超級計算機CrayXD1所取得的顯著成果。該系統主板采用了AMD的處理器和6塊FPGA芯片，其中FPGA將該系統的圖形編碼能力提升了1000倍。不過這是在特殊情況下，一半情況下，XD1系統的性能提升為15到100倍。
然而不幸的是，FPGA編程十分困難，并且還會花費大量的時間。不過目前幾家研究機構正在專注于簡化FPGA應用的研究。
不過德州大學的兩位研究人員所從事的芯片開發并不會遇到這樣的難題，因為其因為新型芯片的設計理念就是將任務簡化，實際上大量運算在邏輯操作之前就已經被多內核芯片所預先處理。
該研究人員預測可重組計算芯片市場將會在未來十年中迅速成長，而索尼的首席技術官TsugioMakimoto則認為到2007年該類型芯片就會有所成就，在那之后自適應性芯片將會成為趨勢。
不過來自其它領域的突破性技術依然將會對變型半導體技術的普及形成潛在的威脅，如惠普公司著手研究的新型廉價塑料導體。
（信息來源：機械電子頻道子站）
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