藍(lán)色
如今的PC以及電子計(jì)算機(jī)體系是建立在現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)之上,這一領(lǐng)域在過(guò)去的幾十年間曾經(jīng)多次遇到發(fā)展的瓶頸,而且也不止一次的被宣布已經(jīng)瀕臨崩潰的邊緣,但我們的確很少量化地去思考PC以及電子計(jì)算機(jī)體系究竟將會(huì)在何時(shí)終結(jié)的問(wèn)題。
也許您正駕駛著坦克馳騁在二戰(zhàn)中的著名戰(zhàn)場(chǎng),也許您正在用Office軟件處理日常工作,無(wú)論您正在用電腦上做著什么,總有著一群數(shù)之不盡的微小電子無(wú)時(shí)不刻地在你的電腦中跑來(lái)跑去,在某個(gè)不經(jīng)意的瞬間,您有沒(méi)有考慮過(guò)這樣的問(wèn)題——我們的PC會(huì)不會(huì)在哪天走到發(fā)展的盡頭呢?
沒(méi)有什么東西是永遠(yuǎn)存在的,誰(shuí)都有走向終點(diǎn)的一天,我們和PC都不會(huì)例外。如今的PC以及電子計(jì)算機(jī)體系是建立在現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)之上,這一領(lǐng)域在過(guò)去的幾十年間曾經(jīng)多次遇到發(fā)展的瓶頸,而且也不止一次的被宣布已經(jīng)瀕臨崩潰的邊緣,但我們的確很少量化地去思考PC以及電子計(jì)算機(jī)體系究竟將會(huì)在何時(shí)終結(jié)的問(wèn)題。
我們的PC乃至整個(gè)電子計(jì)算機(jī)體系距離終點(diǎn)還有多遠(yuǎn)?有沒(méi)有誰(shuí)能充當(dāng)電子計(jì)算機(jī)以及PC的繼任者?在那之前我們都能做些什么呢?
1nm之下就是命運(yùn)
視界之外(對(duì)于此時(shí)的觀測(cè)者來(lái)說(shuō),光錐之外的宇宙是沒(méi)有意義的)是命運(yùn),這是物理學(xué)的一句名言,它闡明的是一個(gè)觀點(diǎn),即:視界之外的事物,看不見(jiàn),但不能當(dāng)它不存在。將這句話說(shuō)得通俗點(diǎn),也可以延伸為“我們目視所及之外的未知只能交給命運(yùn)來(lái)決定”,用這句話來(lái)形容PC以及電子計(jì)算機(jī)的極限是相當(dāng)合適的。
其實(shí)PC的理論極限距離我們還很遙遠(yuǎn),即便是在距今“遠(yuǎn)古”的上世紀(jì)八十年代,可預(yù)期的并可以通過(guò)模型在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)(基于光刻技術(shù))的電子元件的幾何尺寸也可以達(dá)到幾個(gè)埃(0.x納米)。如果以今天的技術(shù)來(lái)衡量,我們甚至可以把元件的尺寸做到原子級(jí),但是理論上能夠?qū)崿F(xiàn)并不代表在工業(yè)級(jí)的場(chǎng)合能夠造得出來(lái)。半導(dǎo)體工業(yè)畢竟是一門把技術(shù)轉(zhuǎn)變成消費(fèi)品和財(cái)富的手藝,它始終要遵從可制造性原則的限制,能夠在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中實(shí)現(xiàn)與能夠造出來(lái)賣錢/使用完全是兩個(gè)層次的概念,當(dāng)前技術(shù)范疇下的電子計(jì)算機(jī)在可制造性方面還是存在極限的。當(dāng)工藝觸及到這一極限而又無(wú)法突破時(shí),電子計(jì)算機(jī)的終點(diǎn)也就到了。
PC/電子計(jì)算機(jī)的極限源自多個(gè)層面,包括但不限于光刻反應(yīng)速率、刻線寬深比、光刻穩(wěn)定性、EoT(等效氧化物曾厚度)極限、基底隧穿以及柵極減薄隧穿,還有由此一系列問(wèn)題所帶來(lái)的下游效應(yīng)等等,這里涉及了太多物理學(xué)(同時(shí)包括宏觀物理學(xué)和量子物理學(xué))、物理化學(xué)、材料學(xué)以及反應(yīng)工程學(xué)方面的知識(shí),說(shuō)多了枯燥乏味,所以我們不再繼續(xù)深入討論,而是根據(jù)綜合信息直接給出目前所能夠規(guī)劃到的半導(dǎo)體工藝極限——1nm。
在線寬低于1nm時(shí),目前及可見(jiàn)未來(lái)的技術(shù)均無(wú)法突破可制造性問(wèn)題以及物理表達(dá)形式層面的極限,芯片可以被制造出來(lái),但它的運(yùn)行狀態(tài)以及良品率完全無(wú)法得到有意義的保證,因?yàn)檫@一尺度下,量子效應(yīng)會(huì)更明顯地反映出觀察者的存在和干擾,我們甚至無(wú)法知道一顆有故障的芯片究竟是哪里壞了又為什么壞了,無(wú)論收集問(wèn)題還是解決問(wèn)題都無(wú)從談起。1nm工藝就是當(dāng)前半導(dǎo)體工藝的光錐和視界?,F(xiàn)在沒(méi)有人知道1nm之后的半導(dǎo)體工業(yè)會(huì)發(fā)生什么,所以1nm就是當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下PC以及電子計(jì)算機(jī)的“命運(yùn)”,無(wú)論CPU、顯卡、內(nèi)存還是硬盤(pán)都無(wú)法回避。
1nm工藝距離現(xiàn)在還有多少時(shí)間呢?粗略算下來(lái),在不考慮半代工藝的前提下,半導(dǎo)體工業(yè)還有14/10/7/5/3以及2nm工藝總計(jì)6代的可發(fā)展余地,按照當(dāng)前節(jié)奏來(lái)看起碼還應(yīng)該有144至216個(gè)月左右的周期(考慮到工藝下探難度的提升以及需求放緩導(dǎo)致的增速放緩,我們將工藝升級(jí)周期從摩爾定律周期模糊處理至24~36個(gè)月)。換句話說(shuō),如果這一極限在18年內(nèi)得不到被突破,甚至是連具有可行性的解決模型都沒(méi)有出現(xiàn)的話,電子計(jì)算機(jī)以及基于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的現(xiàn)有形態(tài)PC就算是發(fā)展到頭了。
那么在這之后呢?總不能就停滯不前了吧,我們覺(jué)得應(yīng)該不會(huì)。人類在一般情況下都不會(huì)在遇到難以逾越的障礙時(shí)選擇回避并靜待消亡,人們總能找到解決問(wèn)題的其他突破口,更何況計(jì)算能力是現(xiàn)代以及未來(lái)人類文明不可或缺的組成部分,任其消亡無(wú)疑意味著人類文明的消亡,所以盡管還有幾十年的時(shí)間,但電子計(jì)算機(jī)的繼任者們已經(jīng)在路上了,這些繼任者包括但不限于如下這些各位也許已經(jīng)耳熟能詳?shù)募一铩孔佑?jì)算機(jī),光子/光電子計(jì)算機(jī)和DNA計(jì)算機(jī)。
“糾纏”,25年之后的希望
電子計(jì)算機(jī)最“科幻”、最具希望、最被公眾所期待同時(shí)也是最難以被理解的繼任者,毫無(wú)疑問(wèn)的當(dāng)屬量子計(jì)算機(jī)。顧名思義,量子計(jì)算機(jī)基于量子以及量子比特作為運(yùn)算基礎(chǔ),使用粒子的糾纏態(tài)、退相干過(guò)程或者隧穿效應(yīng)等量子效應(yīng)來(lái)完成運(yùn)算,能夠達(dá)到常規(guī)電子門電路無(wú)法達(dá)到的運(yùn)算速度和并行度。不過(guò),有鑒于糾纏態(tài)以及退相干過(guò)程與宏觀及日常經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知之間巨大的差異,我們不打算在此用太多筆墨去解釋這兩種現(xiàn)象,跟量子力學(xué)一樣,量子計(jì)算機(jī)以及量子比特也屬于“根本就不是要讓常人明白”的那種存在。
雖然原理難以被理解,但量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度相對(duì)其他方案而言完全稱得上“火力全開(kāi)”,這種新的計(jì)算模式已經(jīng)有了許多接近具備解決實(shí)際問(wèn)題能力的原型機(jī),比如Google斥數(shù)千萬(wàn)美元巨資分別購(gòu)買的兩臺(tái)基于量子計(jì)算原理的實(shí)驗(yàn)性超級(jí)電腦——D-wave以及D-wave 2,雖然這兩臺(tái)量子計(jì)算機(jī)基于量子退火(亦即隧穿效應(yīng),一種能夠讓粒子隔空瞬移的現(xiàn)象)而非糾纏態(tài)量子門電路(令粒子處于相干糾纏態(tài)的邏輯門電路結(jié)構(gòu)),但Google仍宣稱這兩臺(tái)量子計(jì)算機(jī)在經(jīng)過(guò)充分優(yōu)化之后在解決自然解優(yōu)化問(wèn)題(該問(wèn)題對(duì)于AI、大數(shù)據(jù)高效檢索以及圖像識(shí)別等領(lǐng)域有重要意義)時(shí)擁有數(shù)千倍于傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)的性能。而采用傳統(tǒng)意義上的量子門電路解決方案,則擁有比D-wave系列更快的運(yùn)算速度以及更大的應(yīng)用廣度。
盡管量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展迅速并且前景誘人,但眼下就激動(dòng)著暢想關(guān)于量子PC的未來(lái)還為時(shí)尚早,畢竟它距離真正實(shí)現(xiàn)還有相當(dāng)遙遠(yuǎn)的距離并且困難重重。
量子計(jì)算過(guò)程并非基于二進(jìn)制,這與現(xiàn)行的電子計(jì)算機(jī)計(jì)算體系有著巨大沖突,而且量子計(jì)算并不能進(jìn)行現(xiàn)實(shí)意義上的邏輯運(yùn)算,它僅能利用糾纏態(tài)完成運(yùn)算然后輸出同樣處于糾纏態(tài)的結(jié)果,這些結(jié)果處在無(wú)法操作的狀態(tài),需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)換過(guò)程才能變成具有實(shí)際意義的結(jié)果。這無(wú)疑會(huì)帶來(lái)大量的重建協(xié)議工作,所以目前量子計(jì)算還僅用于加解密以及部分?jǐn)?shù)學(xué)問(wèn)題等特殊且極具針對(duì)性的領(lǐng)域,并不具備進(jìn)行實(shí)際的通用計(jì)算或者與現(xiàn)有電子計(jì)算體系融合的能力(D-wave系列已經(jīng)算是一次朝這個(gè)方向的嘗試了)。
另外,量子計(jì)算的民用化也存在相當(dāng)現(xiàn)實(shí)的障礙,比如說(shuō)為了抑制熱噪聲以及粒子熱振動(dòng)對(duì)維持糾纏態(tài)的影響,大部分量子計(jì)算機(jī)的原型都需要超導(dǎo)級(jí)低溫的協(xié)助,以可接受的成本和形式在家中或者辦公桌上實(shí)現(xiàn)這一環(huán)境(持續(xù)穩(wěn)定的保持零下200度)絕不是一件容易的事。那么,若是未來(lái)的技術(shù)無(wú)法在常溫環(huán)境下構(gòu)筑量子門電路的話,預(yù)測(cè)量子計(jì)算機(jī)PC化無(wú)異于癡人說(shuō)夢(mèng)。
所以說(shuō),我們也不知道量子PC什么時(shí)候才能出現(xiàn),思考它是否會(huì)替代當(dāng)前的PC也沒(méi)有什么意義。我們真正需要的,是把量子計(jì)算機(jī)甚至量子計(jì)算機(jī)集群同云體系結(jié)合在一起?;谠骗h(huán)境的量子計(jì)算機(jī)體系,即中央超級(jí)處理器集群和單純呈現(xiàn)節(jié)點(diǎn)相結(jié)合的環(huán)境在理論和技術(shù)上都相對(duì)容易實(shí)現(xiàn),我們只需要在超級(jí)計(jì)算機(jī)層面實(shí)現(xiàn)可用型的量子計(jì)算機(jī),然后以此來(lái)構(gòu)筑云端計(jì)算能力,而那些超低恒溫環(huán)境等煩人的問(wèn)題就扔給集群解決,最后,在每個(gè)用戶手中發(fā)一個(gè)類似平板電腦一樣的終端就大功告成了。
如果市場(chǎng)環(huán)境(主要是構(gòu)筑云所需的帶寬環(huán)境)能夠接受,同時(shí)量子計(jì)算在技術(shù)、協(xié)議以及編程環(huán)境等領(lǐng)域均發(fā)展穩(wěn)定且可以正常提速的話,我們認(rèn)為這樣的遠(yuǎn)景在25至35年之后可以實(shí)現(xiàn),如果人類在退相干領(lǐng)域取得決定性的技術(shù)突破并伴有重大需求刺激,這一進(jìn)度最快可以提前到15年左右。取個(gè)平均的話,也許20至25年之后,您就能捧著一個(gè)小窗口暢快的享受量子計(jì)算帶來(lái)的“一股神秘的速度”了。
上帝說(shuō),要有光
當(dāng)然,我們不能在一棵樹(shù)上吊死,量子計(jì)算體系雖然誘人且具備一定的可實(shí)現(xiàn)性,但只探索一種發(fā)展方向顯然是不夠的,更何況量子計(jì)算還存在特別基礎(chǔ)的“與現(xiàn)有計(jì)算體系相容難度極大”的問(wèn)題。所以人們也搞了些相對(duì)簡(jiǎn)單的玩法,那就是光子計(jì)算機(jī)以及光電子計(jì)算機(jī)。
光子/光電子計(jì)算機(jī)并沒(méi)有量子計(jì)算機(jī)那么“玄幻”,它所基于的理論基礎(chǔ)是相當(dāng)簡(jiǎn)單自然的光學(xué)和光電效應(yīng)。光子計(jì)算機(jī)使用光子來(lái)替代電子完成運(yùn)算及操作過(guò)程,除了需要發(fā)光元件(激光器)以及對(duì)應(yīng)的光導(dǎo)纖維作為“導(dǎo)線”之外,它并沒(méi)有提出太多過(guò)分的技術(shù)要求,所以曾經(jīng)一度被認(rèn)為是最有希望替代電子計(jì)算機(jī)的全新計(jì)算方式。
光子擁有相對(duì)論范圍內(nèi)最快的速度,本身沒(méi)有質(zhì)量,與自身及其他物質(zhì)的相互作用遠(yuǎn)低于電子,所以光子/光電子計(jì)算機(jī)的能耗低,避免了電子在速度、傳輸能量損失以及工作發(fā)熱等層面的束縛,信號(hào)傳輸及處理快,具備先天的并行傳輸/存儲(chǔ)信息能力,而且可處理的數(shù)據(jù)類型相當(dāng)廣泛,對(duì)現(xiàn)有的二進(jìn)制體系相對(duì)友好,如果基于光電轉(zhuǎn)換/光電開(kāi)關(guān),那么現(xiàn)有計(jì)算協(xié)議可在相當(dāng)程度上予以保留。
這一切看上去的確很美,相對(duì)于量子計(jì)算也更容易實(shí)現(xiàn),不過(guò),我們必須很抱歉的告訴您,光子計(jì)算機(jī)未必能比量子計(jì)算機(jī)更早實(shí)現(xiàn)。光子計(jì)算機(jī)較低的“理論難度”并不意味著同樣較低的“實(shí)現(xiàn)難度”,人類雖然已經(jīng)擁有了數(shù)百年(我們以牛頓開(kāi)始分光處理并系統(tǒng)研究光學(xué)起計(jì))成熟的操作和控制光線的歷史,但在微觀領(lǐng)域完成同樣的事卻并不容易。在半導(dǎo)體層面實(shí)現(xiàn)小尺寸可用光學(xué)元件,尤其是可以在常規(guī)環(huán)境下穩(wěn)定使用的光柵開(kāi)關(guān)仍存在困難,技術(shù)瓶頸相當(dāng)明顯。而如果使用光電轉(zhuǎn)換將光信號(hào)轉(zhuǎn)化回電信號(hào)加以處理,協(xié)議復(fù)雜不說(shuō),接口部分的速度還難以提升,所以光電子的運(yùn)算速度起碼在現(xiàn)在看來(lái)沒(méi)什么優(yōu)勢(shì)可言。
天堂入口還是地獄之門
如此看來(lái),量子計(jì)算機(jī)和光子/光電子計(jì)算機(jī)都不是短時(shí)間以內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的替代方案,那么DNA計(jì)算機(jī)呢?
DNA計(jì)算機(jī)與生俱來(lái)就有很多耀眼的特質(zhì),它天生高度并行,能耗極低,體積超小,協(xié)議重建難度介乎于量子計(jì)算機(jī)與光子計(jì)算機(jī)之間,運(yùn)算模式與神經(jīng)系統(tǒng)最為接近,運(yùn)算結(jié)果可以和特定生化過(guò)程同步完成并直接將運(yùn)算結(jié)果呈現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果,在解決可以充分網(wǎng)格化的非順序問(wèn)題時(shí)有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)?;贒NA/RNA分子及基因編碼序列,以生化過(guò)程完成計(jì)算的DNA計(jì)算機(jī)雖然距離傳統(tǒng)意義上的“計(jì)算機(jī)”最遙遠(yuǎn),但卻擁有令人難以拒絕的種種優(yōu)勢(shì)。只需要一滴水大小的溶液,其中成百上千億的DNA分子就能超快速的搞定各種難解的數(shù)學(xué)問(wèn)題,如果用它來(lái)打造超強(qiáng)PC,那豈不是相當(dāng)美好的未來(lái)圖景?
但令人遺憾的是,DNA計(jì)算機(jī)別說(shuō)做成“一滴水大小的PC”了,就是做成字面意義上的“計(jì)算機(jī)”都還是不可能的任務(wù)。
與量子和光子計(jì)算相比,DNA計(jì)算的起步最晚而且完成度也最低,幾乎還沒(méi)有真正意義上的計(jì)算原型機(jī),絕大部分所謂的DNA計(jì)算模型都還只是試管里或者顯微玻片上的一抹溶液。與前兩者相同的是,DNA計(jì)算現(xiàn)階段的應(yīng)用范圍同樣狹窄,它只能被用來(lái)解決特定的數(shù)學(xué)問(wèn)題而非通用計(jì)算問(wèn)題,其結(jié)果表達(dá)形式也相當(dāng)復(fù)雜,需要重建的協(xié)議仍舊極多,甚至連最基本的IO接口都難以構(gòu)筑,對(duì)二進(jìn)制體系的友好程度無(wú)法量化判明。
另外,DNA計(jì)算對(duì)環(huán)境的要求甚至遠(yuǎn)超需要超低溫制冷的量子計(jì)算機(jī),它要求絕對(duì)純凈的環(huán)境,即便是試管上最小的污漬也會(huì)給計(jì)算過(guò)程帶來(lái)毀滅性的影響。DNA計(jì)算基本上還處在理論階段,距離實(shí)用還有相當(dāng)遙遠(yuǎn)的距離。
不僅如此,DNA計(jì)算還存在層級(jí)甚高的非技術(shù)性問(wèn)題——將龐大的計(jì)算能力、有序性以及邏輯性賦予理論上擁有自我復(fù)制以及形成生命潛力的存在形式,這無(wú)疑是個(gè)極端危險(xiǎn)的決定么,DNA本來(lái)就是生命的基礎(chǔ),地球上所有生命形式都是構(gòu)筑在DNA/RNA分子的生化行為之上的,如果肆意改變DNA/RNA的編碼體系,讓DNA/RNA具備了龐大且有序的運(yùn)算能力,甚至是自反饋性以及目的性,一旦觸發(fā)某個(gè)方向上的耗散系統(tǒng)的自組織現(xiàn)象,甚至由此而產(chǎn)生了AI或者類似AI的有序自主存在形式,其結(jié)果可能是不堪設(shè)想的。
計(jì)算機(jī)如果因?yàn)閺?qiáng)大的運(yùn)算能力而產(chǎn)生了AI,那也不過(guò)是機(jī)械或者某些有爭(zhēng)議的智慧體而已,如果DNA運(yùn)算體系產(chǎn)生了AI,其產(chǎn)物就很可能是所謂的“新的智慧生命”了。
不可否認(rèn),DNA計(jì)算的特性造就了其無(wú)可替代的價(jià)值,未來(lái)的醫(yī)學(xué)、生化以及生物學(xué)研究將會(huì)越來(lái)越多的從其中獲益,諸如拓?fù)鋵W(xué)、任務(wù)的無(wú)損拆解及網(wǎng)格化還有神經(jīng)系統(tǒng)模型的研究也能由DNA計(jì)算模型中得到幫助,但DNA計(jì)算應(yīng)該存在不可逾越的紅線——不要觸及實(shí)際的通用運(yùn)算任務(wù),不要形成系統(tǒng)性的計(jì)算體系,更不要拿它來(lái)替代電子計(jì)算機(jī)。
在終點(diǎn)前尋找新的起點(diǎn)
一個(gè)難懂而且起碼要等上2、30年的時(shí)間,另一個(gè)難實(shí)現(xiàn)而且還不知道什么時(shí)候可以被實(shí)現(xiàn),最后一個(gè)更難實(shí)現(xiàn)而且干脆就不要被實(shí)現(xiàn)的好,如此看來(lái),似乎每一條前進(jìn)的道路都是荊棘密布、難以前行。當(dāng)然,本文的目的也不是探索可行的方案,而只是著重于展示PC/電子計(jì)算機(jī)時(shí)代的極限以及“后PC時(shí)代”的繼任者風(fēng)貌,雖然可以相對(duì)輕松的知曉終點(diǎn)何在,但從繼任者的角度上看,PC發(fā)展進(jìn)入死胡同之后的未來(lái)圖景并不令人樂(lè)觀。
毋庸置疑,如果電子計(jì)算機(jī)體系壽終正寢,整個(gè)產(chǎn)業(yè)以及我們的生活都將會(huì)隨之發(fā)生巨變。無(wú)論用哪種技術(shù)手段接替,屆時(shí)要更換的都將不僅僅是設(shè)備,還有幾乎所有內(nèi)、外部協(xié)議和應(yīng)用環(huán)境,這不僅是技術(shù)的問(wèn)題,同時(shí)也是產(chǎn)業(yè)、消費(fèi)者甚至社會(huì)環(huán)境的大問(wèn)題。除了成本堪稱天文數(shù)字,對(duì)整個(gè)人類的文明也將會(huì)產(chǎn)生未知且深遠(yuǎn)的影響。
如此看來(lái),我們今天所面對(duì)的這三位在現(xiàn)階段的表現(xiàn)似乎都難以盡如人意,除非有重大的產(chǎn)業(yè)級(jí)乃至社會(huì)級(jí)的變革加以刺激,否則電子計(jì)算機(jī)的極限很有可能會(huì)先于備選接替者們到來(lái),無(wú)論是量子計(jì)算機(jī),光子/光電子計(jì)算機(jī),還是“禁忌級(jí)”的DNA計(jì)算機(jī)恐怕是都跟不上節(jié)奏了。即時(shí),迎接我們的,將很有可能會(huì)是無(wú)奈的停滯不前。
工藝的極限是存在的,如果無(wú)法突破原有極限,同時(shí)又沒(méi)有新的方向或繼任者,在現(xiàn)有環(huán)境下繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)并尋求新的解決方案就成了必要的手段,比如說(shuō)出現(xiàn)在當(dāng)前GPU業(yè)界的“向邏輯結(jié)構(gòu)而非工藝要效率”的設(shè)計(jì)思路無(wú)疑是有益的嘗試。如果能在相同工藝環(huán)境下通過(guò)優(yōu)化邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)提升硬件架構(gòu)的性能功耗比,我們就有了更晚觸及工藝極限的正當(dāng)理由。當(dāng)然,由于邏輯門電路的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)幾無(wú)優(yōu)化余地,對(duì)其宏觀組合方式的優(yōu)化并不能讓我們永遠(yuǎn)回避性能滯漲的問(wèn)題,最后回到向頻率要性能的路上是唯一的結(jié)局。但對(duì)于打著摩爾定律的旗號(hào)向終點(diǎn)發(fā)足狂奔的整個(gè)PC及電子計(jì)算機(jī)業(yè)界而言,這種嘗試無(wú)疑會(huì)提供更多寶貴的時(shí)間來(lái)為我們緩沖。
包括憶阻器以及碳納米管在內(nèi)的一系列新元件也許是PC潛在的元件級(jí)技術(shù)希望,這其中尤其以憶阻器最為引人矚目,作為新近發(fā)現(xiàn)的第四基本元件,憶阻器斷電之后狀態(tài)信息不丟失的特性給PC以及電子計(jì)算機(jī)體系帶來(lái)了新的希望,它甚至被譽(yù)為“晶體管和現(xiàn)有數(shù)字邏輯電路的替代者”。但是憶阻器本身的研究進(jìn)展剛剛起步,大部分細(xì)節(jié)以及專利均掌握在惠普手中,而且并沒(méi)有表現(xiàn)出能夠讓我們通過(guò)1nm關(guān)卡的趨勢(shì),還有沒(méi)有其他可行性更高的方案來(lái)充當(dāng)備份呢?
我們注意到,基于超大規(guī)模集群和高帶寬低延遲通訊協(xié)議的云計(jì)算/云應(yīng)用環(huán)境也是未來(lái)之一,它能改變現(xiàn)有PC的存在形式,將“采購(gòu)本地運(yùn)算能力”變成“采購(gòu)超大規(guī)模運(yùn)算能力當(dāng)中的一部分”,這等于把PC的運(yùn)算極限從單臺(tái)/本地級(jí)別大幅提升到集群規(guī)模,將受迫于工藝極限的單節(jié)點(diǎn)硬件性能的瓶頸轉(zhuǎn)嫁給集群,因此,理論上可以讓個(gè)人/單節(jié)點(diǎn)運(yùn)算能力大幅提升到完全滿足任何需求的地步。如果云技術(shù)能夠充分實(shí)踐化,PC或者說(shuō)接近我們現(xiàn)在意義上的個(gè)人PC節(jié)點(diǎn)的極限起碼可以再推后10年左右,盡管在那之后增長(zhǎng)仍將會(huì)停止,但這段緩沖期無(wú)疑是寶貴的。而且云體系的建立,本身也與量子計(jì)算機(jī)及量子計(jì)算的民用普及條件不謀而合。
總之,以今天的眼光來(lái)看,在可遇見(jiàn)的未來(lái),對(duì)于PC以及電子計(jì)算機(jī)發(fā)展到盡頭這件事兒,我們大概還有15至20年可以安心等待的時(shí)間,在這段時(shí)間里,就讓我們擦亮雙眼仔細(xì)把握每一次關(guān)鍵性的技術(shù)進(jìn)步吧?!?