摩尔定律由谁来接棒?
对此几乎完全措手无策。
10年前,量子计算仅限于大学内投石门路式的研究。但这段时间以来好些大型机构,包括微软、IBM和Google在内都在往这项技术投入资金,它们全都预测量子芯片应该在未来10或20年内面世(的确,任何人要是对此感兴趣都可以远程玩玩IBM的量子芯片了,只用通过互联网对它进行编程即可)。
一家名为D-Wave的加拿大公司已经在销售功能有限的量子计算机,这种量子计算机只能执行一种数学功能,但还不清楚这种专门的机器是否真的比非量子的计算机更快。
就像3D芯片一样,量子计算机需要特殊的关照和输送。量子计算机要想工作的话,其内部必须与外部世界隔绝。量子计算机必须用液氮冷却到差不多绝对零度的水平,并且要靠复杂的屏蔽保护起来,因为哪怕是最小的热脉冲或者电磁波都有可能破坏此类机器所依赖的量子态。
但这些预期的改进每一项都存在限制:要么获益是一次性的,要么只适用于特定类型的计算。摩尔定律最大的优势是每几年就会以节拍器般的规律性改进一切。但未来的进展会变得更零碎,更难以预测,更不稳定。还有,跟辉煌岁月不一样的是,尚不清楚这些当中任何一个会转化为消费者产品。毕竟嘛,几乎没有人会愿意要一台低温制冷的量子PC或者智能手机。液体冷却也一样,因为这个东西很笨重、乱七八糟的而且很复杂。即便针对特定任务开发专门逻辑也只有在经常使用的情况下才值得。
但所有这三种技术在数据中心都可以很好工作,这样的话就能帮助未来几十年的另一个大趋势提供动力。传统上,计算机一直都是摆在你桌面或揣在兜里的。在未来,互联网以及移动手机网络所提供的日益无所不在的连接会让很大一部分的计算能力藏在数据中心上面,客户在需要的时候使用就行了。换句话说,计算会变成按需使用的公用设施,就像今天的电力或者水一样。
从用户实际交互的平板上移除负责重计算载荷硬件的能力被称为"云计算",这会是业界抵消摩尔定律消亡影响的最重要手段之一。数据中心跟只能长那么大的智能手机或者PC不一样,前者只要建得大一点就能提供更多的计算能力。随着世界对计算的需求不断扩大,越来越多的处理将会发生在距用户千里之遥的数据中心里面。
Google位于俄勒冈达尔斯的数据中心。随着世界对计算的需求不断扩大,越来越多的处理将会发生在距用户千里之遥的数据中心里面。
这件事情已经在进行中。就拿苹果的语音助手Siri来说吧。解码人的讲话然后理解像"Siri,给我找一家附近的印度餐厅。"这样的指令背后的意图需要的计算能力是iPhone所不具备的。相反,手机只是录制用户的语音然后把信息转交给苹果某个数据中心的一台威力强大的计算机。一旦远程计算机想出了合适的回应之后,它再把信息回传给iPhone。
同样的模式可以应用的地方远不止智能手机。从汽车到医用植入物到电视、热水壶等,芯片已经渗透到正常情况下不被视为计算机的地方, 而且这一进程还在加速。这就是所谓的"物联网(IoT)",将计算嵌入到几乎所以可能的物体上。
智能服装会用家庭网络来告诉洗衣机采用什么样的设定;智能铺路板会监控城市里的行人交通,告诉政府详细的空气污染情况。
再次地,我们现在已经可以对未来管中窥豹:比方说,像罗尔斯-罗伊斯这样的公司,其工程师甚至现在已经在监控飞行中的各个飞机引擎的数十个性能指标。让户主通过智能手机控制从照明到厨房设备等一切的智慧家庭中心,现在已经在早期采用者当中流行。
但物联网要想充分发挥潜能将需要一些手段来利用数十亿嵌入式芯片产生的数据洪流。物联网芯片本身不会去处理这些任务:比方说嵌入在智能铺路板里面的芯片必须尽可能的成本低廉,而且耗电必须非常少:因为把每一块铺路石都接入电网是不切实际的,此类芯片必须从热能、走路的势能或者甚至周围环境的电磁辐射中获得能量。
那么,随着摩尔定律陷入困境,对"更好"的定义将会发生改变。除了上述列举的道路以外,其他许多的路径看起来也很有希望。比方说,很多的努力被放到改善计算机的能效上。出于几个原因这一点很有意义:消费者希望自己的智能手机拥有更长的电池续航能力;物联网需要计算机部署在主电源难以企及的地方;计算目前所消耗的电量已经占到了全球发电量的2%。
用户界面是另一个改进时机已经成熟的领域,因为今天的技术已经很古老了。键盘是机械打字机的直属后代。鼠标早在1968年就发明出来了,而用友好的图标和窗口取代晦涩的文字符号的"图像用户界面"(比如Windows或者iOS)也是一样的上了年纪。欧洲的粒子物理学实验
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