近日,华为工程师何庭波发表了一篇论文,详细阐述了τ(韬)定律及其在麒麟2026芯片中的应用。许多人认为3D堆叠技术会导致严重的发热问题,但麒麟2026的测试结果却与此相悖。与传统摩尔定律依靠缩小晶体管尺寸不同,华为在受到外部条件限制时,创新性地推出了τ缩放定律,重点压缩信号在芯片内的传输延迟,而非一味缩小晶体管。
该理论核心技术逻辑折叠,依赖于3D混合键合工艺,将电路变为多层堆叠的硅片,通过微小的垂直互连连接各层电路。这种方法替代了常规的水平走线,显著缩短了信号传输距离。麒麟2026芯片实现了1.5μm的键合节距,并拥有5000万根垂直互连,而预计下一代的麒麟2027将达到1μm键合节距,垂直互连数量超过1亿。
这一系列创新使得麒麟2026在单代迭代中,晶体管密度提高了55%,达到2.38亿个每平方毫米。这一提升与过去三年传统工艺所取得的成果相当。尽管晶体管数量大幅增加,功耗与温度却显著降低,NPU功耗下降66%,GPU下降58%,而CPU的大核功耗降低了41%。这种反常现象主要因为大部分能耗并非来自于晶体管的计算,而是来自于金属走线的数据传输。 千亿球友会
论文指出,逻辑折叠技术大幅缩短了信号的传输距离,降低了互连电容的功耗,同时,也允许电路降低工作电压,从而实现更大幅度的功耗下降。以NPU为例,保持29 TOPS的算力不变,频率降低了63%,电压压力下降至0.55V,功率密度减少了73%。
尽管有些模块如DSP显示出不同的表现,麒麟2026的功耗降低和功率密度却未达理想;但这一问题在麒麟2027中已得到改善,实现了功耗降低的同时,功率密度表现更佳。除了低功耗运行外,麒麟2026还具备涡轮增压模式,NPU算力可提升至70 TOPS,性能大幅提升。
为了解决热问题,华为采取选择性折叠技术,将高温和低温模块交替排列,确保热量分散,有效规避了3D堆叠带来的发热风险。此外,论文还提到,将任务分配到大量并行小核上,减少大核的串行负载,从而进一步释放折叠架构的功耗优势。 千亿球友会
2026-09-05