MIT论文：通用计算机时代即将终结
计算机产业在过去几十年里经历了一段显著的增长和稳定时期，这很大程度上象征着技术和经济的胜利。一方面，图灵和冯·诺依曼等计算机科学家实现的技术突破助推了计算机作为通用技术的崛起；另一方面，自1965年被提出以来，摩尔定律驱动着通用技术产业在处理器性能提升和市场需求增长之间实现良性的经济循环。
如今，同样是来自技术和经济的力量正在推动计算机产业向着相反方向发展——计算机时代正在告别通用，转向专用。
正如来自麻省理工学院（MIT）和亚琛大学的两位研究人员近日发表联合署名的论文称，通用计算机时代即将终结。他们在论文中论证指出，摩尔定律的逐渐失效以及深度学习和数字货币挖矿等新应用需求的出现，正助推计算机行业从当前的普遍使用通用微处理器，转向一个青睐专用微处理器的时代。
论文的两位作者分别是MIT计算机科学和AI实验室的研究科学家兼哈佛大学的客座教授Neil Thompson，以及亚琛工业大学的研究生Svenja Spanuth。
正如论文作者指出，“通用计算机芯片的崛起举世瞩目，殒落可能也将同样惹人注目”。
转变何以发生？
文章指出，通用计算机时代当前面临三大问题：新增用户数量逐渐见顶、制造成本不断攀升、以及性能提升速度不断放缓，后两者也就是对应开头所指的经济和技术。正是这三个特征助推了计算机时代的转变。
1）首先来看经济问题。简而言之，缩小晶体管尺寸的成本变得极其高昂，这令过去几十年驱动通用计算机时代盛行的摩尔定律日渐式微。
晶体管密度稳步翻番，推动处理器性能大幅提升。这正是摩尔定律的核心所在。自1965年被提出以来，摩尔定律在过去几十年里驱动推动了通用计算模型的兴起和兴盛。
过去为什么通用处理器大受青睐，经济因素是一方面重要的原因——摩尔定律在过去几十年大幅提升晶体管的性价比。
开发和制造定制芯片的固定成本在3000万到8000万美元之间。因此，即使对需要高性能微处理器的用户而言，采用专用架构的好处也荡然无存：一方面是缩小通用处理器中晶体管的尺寸会消除定制解决方案能提供的任何初始性能提升，另一方面是缩小晶体管尺寸的成本可以分摊到数百万个处理器上。
但如今，摩尔定律带来的计算经济学正在发生变化：随着基础半导体材料的物理限制开始凸显出来，缩小晶体管尺寸的成本变得极其高昂。
论文作者指出，制造芯片的固定成本正在变得异常高昂，这必然会打消半导体制造商力求生产更小尺寸的晶体管的积极性，也会令半导体制造产业整体的规模经济趋向恶化。数据显示，在过去的25年里，制造一家先进芯片制造厂的成本每年增长11%。2017年，半导体行业协会估计新建一家芯片制造厂要花费约70亿美元。
以芯片巨头英特尔为例，由于建造和运营新芯片制造厂的费用节节攀升，英特尔的固定成本有史以来第一次超过其可变成本。这从根本上改变了缩小晶体管的成本/效益。
芯片制造商的固定成本不断抬高是一个方面，还有一个方面是前者还导致了半导体制造商的数量骤减，从2002年的25家减少到今天的4家：英特尔、台积电（TSMC）、三星和格罗方德。
