暗矽（dark silicon）

想像一間忙碌的餐廳後廚：你有十個爐台，但抽油煙機一次只能帶走三個爐頭的熱量。十個爐台都是你的，可一旦同時點火，廚房就煙霧瀰漫，大家只能停下手。所以在任何一刻，大多數爐台都得空著，只有少數幾個在真正做菜。現代晶片面對的是同一筆交易。電晶體不斷縮小，工程師因此能在一塊裸晶（die）上塞進數量驚人的電晶體，但封裝能散掉的熱量卻是固定的。暗矽指的就是這樣一部分電晶體：在任一瞬間都必須保持關斷，因為如果讓所有電晶體同時全速運轉，晶片就會被燒熔。這些電晶體明明已經印在裸晶上、花了錢、也造了出來，可其中很大一塊注定只能處於黑暗、不工作的狀態。

這正是 Dennard 縮放定律在 2006 年前後終結時擺上桌的那張直接帳單。Dennard 定律過去許諾：電晶體縮小的同時還能降低其工作電壓，於是即便你塞進更多元件，功率密度（每平方毫米的瓦數）也能保持平穩。可一旦電壓縮放停滯，每一代仍在讓電晶體數量翻倍，每個電晶體的功耗卻不再下降得足夠快、跟不上數量的增長。功率密度開始攀升，而既然一個固定的封裝散不掉無限多的瓦數，你也就根本無法讓整塊裸晶同時上電工作。2010 年代初的估算顯示，在先進節點上，一塊晶片在任一時刻可能有遠超一半都處於暗態，而且這一缺口隨每個節點繼續拉大。印出電晶體很便宜，真正稀缺的資源是驅動它們開關所需的那些瓦數。