IBM处理器拥有1000亿个晶体管，人工智能速度提升六倍

IBM 的一项新技术在半导体行业引起了轰动。其专家成功设计出宽度仅为 0.7 纳米的晶体管。这意味着芯片制造商可以将多达 1000 亿个晶体管“压缩”到指甲盖大小的表面上。这是计算机历史上首次有人能够将如此庞大的元件“封装”到如此小的空间内。

新型 0.7 纳米芯片代表着一次巨大的飞跃。与 IBM 2021 年推出的 2 纳米芯片（此前被认为是世界上最小的芯片）相比，它们的性能提高了 50%，能效提高了 70%。

这种向超小型化的转变将对人工智能领域产生巨大影响。目前最流行的AI加速器每秒可处理约1500 TOPS（数十亿次运算）。IBM的研究人员估计，新型芯片的性能可以达到目前的六倍，约为9000 TOPS。实际上，这意味着目前训练大型语言模型所需的时间（约三个月）可以缩短到短短几周。

这项成功的关键在于一种名为纳米堆叠（nanostack）的新型架构。工程师们并没有像以往那样缩小平面上晶体管的尺寸，而是专注于提升高度，并将这种架构比作建造一座百层摩天大楼，而三星和英特尔等竞争对手在三维设计方面目前只能达到30到50层左右的高度。

为了实现这一壮举，该团队克服了几个技术难题，包括一种将两个晶圆连接起来缺陷最小的新方法，以及将 SRAM 内存增加 40%，这是近十年来最大的飞跃，直接解决了数据访问瓶颈问题。

值得注意的是，这项成果仍处于实验阶段，3D芯片设计人员仍然面临着严峻的散热挑战。由于层数极少，热量会迅速积聚，这可能导致晶体管无法正常关断，最终造成整个芯片失效。工业化生产仍需数年时间。预计2nm器件的广泛应用要到本十年末才能实现，随后是1.4nm和1nm版本，而0.7nm芯片的普及则要等到更远的将来。