超导芯片宣称:不换制程换温区,28nm 逻辑能到 5nm 性能
把逻辑搬到液氦温区,用超导开关替代晶体管,这是 Snowcap 的赌注:先流片 RISC-V,再宣称 28nm 级逻辑就能兑现 5nm 级性能。
核心论点 · 点时间戳可跳到原声
极限超频的天花板是散热,不是芯片
这期从超频行业铺开:日常芯片靠空气冷却,功耗更高的用水冷,再往上就得干冰、液氮这类零下介质。极端超频玩家为了冲最高频率加电压,芯片越来越热,只能靠更极端的方式散热。主讲人说自己也当过极限超频玩家,曾拿过世界第二——虽然只维持了一天半。他给的关键参照是:这类超频只为在 8.5GHz 上跑几分钟基准测试,而真正的超导计算追求的不是瞬时纪录,而是接近零功耗的逻辑。
液氦超频贵的不是液氦,是输送管
从液氮到液氦,物理学开始捣乱。液氦价格约是液氮的 20 倍(液氮约一美元一升),但那不是主要开销:从大型储气罐把液氦送进 3-4 公斤铜制超频罐的输送管,单次使用就要 5000 美元。Intel 和 Asus 都做过液氦超频,纪录已经冲破 9GHz。主讲人提醒,温度降到这种程度时材料行为会剧变——某些平台存在「冷 bug」,冷到一定程度系统根本无法启动;只有没有冷 bug 的平台才适合液氦玩法。
超导的诱惑不是更快,是零电阻
超频玩的是在原有材料上压榨频率;超导是另一层叙事:电子在超导材料里流动没有电阻,等于免费搬运。目前绝大多数超导都要求极低温度,室温超导还停留在研究反复的状态。这里关键的推演是:如果整个芯片的开关逻辑都能在超导状态下工作,单位操作能耗会比当前笔记本好「几个数量级」。主讲人特意把话说满又收住——超导仍是圣杯,还没到手。这为后面 Snowcap 进场做了铺垫。
前 Intel CEO 下注的是温区,不是制程
Snowcap Compute 刚完成种子轮,董事会里坐着前 Intel CEO Pat Gelsinger。他们赌的是能造出约 4-15K,也就是液氦温区运行的超导芯片。结构上不再是几十亿颗晶体管,而是一种能在超导温度下工作的新型开关——Josephson junction。现阶段 Snowcap 的目标是先在低温下做出 RISC-V 级别的 CPU,把功耗做到接近免费;代价是整机必须保持在液氦温区,冷却本身也是能耗。
超导逻辑的新变量是能进标准 EDA 流程
长期研究者并不少:美国国防承包商做过集成数千万个 Josephson junction 的芯片,IMEC 做到上亿个,还配套建了逻辑与 EDA 工具。Snowcap 的差异点在于兼容性:他们说这类超导逻辑可以放进标准 EDA 流程,也能用普通 CMOS 制程流片,材料是铌钛氮。主讲人听到的核心结论是:超导带来的能效优势,相当于用 28nm 逻辑实现接近 5nm 芯片的性能——注意这不是更小制程,而是更低功耗带来的等价收益。
cryo CMOS 只是中间态,真正的坎是规模
Snowcap 计划 2026 年先交付第一颗芯片,之后是能落地的 RISC-V 设计。中间态可以参考 cryo CMOS:它运行在约 72-77K 的液氮温区,虽然没有超导,但低温本身就把功耗压低。真正要跨的坎是从 cryo CMOS 跨进超导;主讲人对此的质疑是「能不能在高性能下把规模做上去」——能跑起来和能大规模商用是两件事。
低温启动不稀奇,难的是整机常驻液氦
这段提供了低温流片的现实注脚:AMD 当年最缺钱时流出的第一颗 Zen 1 A0 样片,因为设计缺陷只能在干冰的零下温度才能启动,后来修复到室温可运行。可见测试和启动环节的低温并不稀奇;但把整颗处理器保持在液氦温区,涉及基础设施问题,包括氦的供应——液氦同时是 MRI 机器超导磁体的命脉,前几年还有过氦短缺。
Snowcap 不卖 IP,卖的是封闭一体机
Snowcap 的自我定位不是卖 IP,而是交付整机系统。主讲人的判断是,正因液氦温区这套基础设施门槛,产品形态会近乎封闭的一体机,软件栈要重新搭。一家种子轮公司后面还有 A/B/C 轮要过;不过他们已经引入 Apple、Nvidia、Google 背景的顾问与前员工。对这个话题,值得保持怀疑,也值得跟进。
原话 · 已逐字校验
The cost of liquid nitrogen is about, you know, a dollar a litre. And liquid helium is about 20 times that. That's not the main cost with liquid helium. The main cost is actually the tube you need to get it from this massive compressed gas sewer into your massive 3-4 kilogram copper pot. That tube, single use, is five grand.
液氮的成本大约是一美元一升,液氦大约是它的 20 倍。但那不是液氦的主要成本,主要成本是那根管子——你得用它把液氦从这个巨大的压缩气体罐送进重达 3-4 公斤的铜罐。那根管子,一次性使用,要五千美元。
When you go down to those cold temperatures, the way the materials work is incredibly different. In some chips and in some platforms, you might experience what's called a cold bug. It gets too cold for the system to boot or to work.
温度一低到那种程度,材料的运作方式就会彻底改变。某些芯片和平台上会出现所谓的「冷 bug」,冷到系统无法启动或无法工作。
There has been a strong effort to make room temperature semiconductors. We're not there yet. Research, if you follow that area, sometimes stalls and sometimes there's a breakthrough. If that happens, one day we may have free energy. Right now, we don't. Right now, superconducting is the holy grail.
人们一直在努力做室温超导体,但还没做到。这个领域的研究,如果你关注它,有时停滞,有时又会有突破。如果那天到来,也许有一天我们会有免费能源。现在还没有——现在,超导才是圣杯。
But what if you could make a chip that was superconducting? Suddenly, you now have a processor that can do compute for next to no energy. And we're talking orders of magnitude better energy consumption per operation than this laptop, for example.
但如果能造出一颗真正超导的芯片呢?你立刻就会有一颗几乎不耗能就能计算的处理器。我们说的是每单位运算的能耗比这台笔记本好上几个数量级。
defense contractors that have designed chips with tens of millions of these Josephson junctions. And then other companies like IMEC doing hundreds of millions of Josephson junctions.
美国的国防承包商已经做出集成数千万个约瑟夫森结的芯片;像 IMEC 这类公司则做到了上亿个约瑟夫森结。
And the headline I got here is that you can essentially build chips with such superior efficiency that you're essentially building five nanometer chips on what is equivalent of 28 nanometer logic.
我听到的核心结论是:你能以极高的效率造芯片,相当于用 28 纳米逻辑做出 5 纳米级别的芯片。
out comes their first A0 piece of silicon, their first Zen 1 chip. And it would only boot at subzero temperatures using dry ice because of some of the issues that they had in the design of the chip. But they fixed that and it works at room temperature.
他们的第一颗 A0 芯片、第一颗 Zen 1 流片出来了。因为设计上的一些问题,它只能靠干冰在零下温度启动;但他们修好了,后来在室温就能工作。
数字与实体
| 液氮售价 | 约 1 美元/升 | 2:01 |
| 液氦价格相对液氮 | 约 20 倍 | 2:01 |
| 液氦超频纪录 | 突破 9 GHz | 3:03 |
| Snowcap 工作温度目标 | 约 4-15 开尔文(液氦温区) | 5:07 |
| 美国国防承包商集成约瑟夫森结规模 | 数千万个 | 7:08 |
| IMEC 集成约瑟夫森结规模 | 上亿个 | 7:08 |
| Snowcap 首颗芯片交付时间 | 2026 年(计划) | 8:12 |
| cryo CMOS 工作温区 | 约 72-77 开尔文(液氮温区) | 8:12 |
| AMD Zen 1 首颗 A0 芯片启动条件 | 只能靠干冰在零下温度启动 | 9:12 |
术语
- cold bug冷 bug
- 芯片被过度冷却后无法启动或无法正常工作的现象。
- Josephson junction约瑟夫森结
- 由超导材料构成、能在极低温下工作的新型开关器件。
- cryo CMOS低温 CMOS
- 在液氮温区(约 77K)运行、尚不到超导程度的低功耗 CMOS。
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