二科學發明之最6
最早的自動取款機
2005年伊始,英國女王伊麗莎白二世舉行授勳大典,為全球多位在本行業作出突出貢獻的人頒發勳章。授勳名單中,一位年近八旬的老者格外引人注目,他就是自動取款機的發明者謝潑德·巴倫。
最古老的取款機謝潑德·巴倫1925年出生在蘇格蘭的羅斯郡,畢業於愛丁堡大學。20世紀60年代中期,他是“德拉路儀器公司”的經理。當時該公司在激烈的競爭下陷入困境,急需開發新產品使公司起死回生。謝潑德為此寢食難安。有一天,他在洗澡時突然有了靈感:“我常因去銀行取不到錢而惱火,為什麼不能設計一種24小時都能取到錢的機器呢?”
一個偶然的機會,謝潑德碰到了英國巴克萊銀行的總經理。謝潑德讓他給自己90秒時間來表達這個主意,結果對方在第85秒就給了謝潑德答複:“如果你能把你講的這種機器造出來,我馬上掏錢買。”一年後,謝潑德成功了。
1967年6月27日,世界上第一台自動取款機在倫敦附近的巴克萊銀行分行亮相,立刻吸引了大批觀眾。當時它叫“德拉路自動兌現係統”。“德拉路自動兌現係統”接受經過放射性碳14浸泡過的支票,這是當時比較先進的加密手段。這些支票事先從銀行裏買出來,然後取款機把支票換成現金。每張支票都有不同的化學記號,以分辨顧客身份,從正確的賬戶中提取現金。最初顧客從自動提款機中一次隻能取10英鎊,因為當時10英鎊已足夠普通家庭維持周末了。
據估算,目前全球已有150萬台自動取款機,而且每7分鍾就增加一台。每年自動取款機完成的交易接近110億次,提取資金近7000億美元。因此英國媒體評價稱:“自動取款機給我們的經濟生活帶來了一場革命,使我們向一個24小時自助式消費社會轉化。”不過,由於擔心技術泄露被犯罪分子利用,謝潑德一直沒為這項發明申請專利,所以盡管世界上1/5的自動取款機為德拉路儀器公司製造,但他本人並沒因此暴富。
一項偉大的發明直到40年後才得到政府承認,謝潑德心裏多少有些遺憾,但他表示:“遲來總比不來好。”不過,現在的謝潑德正隱居在蘇格蘭北部一個偏僻的小鎮上,過著釣魚打獵的田園式生活,與他幫助建立的24小時自助式消費社會相距甚遠。
最早的軟盤
軟盤的全稱是“軟磁盤”,是個人電腦中最早使用的可移動存儲介質。作為一種可移貯存方法,它是用於那些需要被物理移動的小文件的理想選擇。
20世紀60年代末70年代初期,IBM推出的全球第一台個人電腦,是計算機業裏程碑似的革命性的飛躍。但是IBM的計算機麵臨這樣一個問題,就是這種計算機的操作指令存儲在半導體內存中,一旦計算機關機,指令便會被抹去。於是在1967年,IBM實驗室的存儲小組受命開發一種廉價的設備,為大型機處理器和控製單元保存和傳送微代碼。這種設備成本必須在5美元以下,以便易於更換,而且必須攜帶方便,於是軟盤的研製之路開始了。
軟盤
美國王安電腦公司當時打算發布用於字處理的計算機,感到8英寸的軟盤太大,於是開始與其他公司合作生產小一點的磁盤。一天晚上,在波士頓一家昏暗的酒吧中,他們最後一致同意采用某種尺寸的軟盤,這種尺寸就是餐桌上的一塊雞尾酒餐巾的尺寸,它的大小恰好是525英寸。從此這種軟盤成為電腦的最佳移動存儲設備,容量也達到360K。525英寸的軟盤雖然從體積到容量上都有了一定的進步,但它還是有很多缺點,比如軟盤采用的外包裝比較脆弱,容易損壞,體積也比較大。因此很多廠家並沒有滿足於這種軟盤,他們都在不斷地進行探索,以尋求更為先進的軟盤。
1980年,索尼公司率先推出體積更小、容量更大的35英寸軟驅和軟盤,不過剛推出的時候在當時並沒有被一些主要PC廠家所接受,市麵上流行的依舊是525英寸的軟盤。直到1987年4月,IBM推出基於386的個人電腦係列,正式配置了35英寸的軟驅後,這才引起了很多人的注意。從那時起,在IBM、康柏為代表的廠商極力推崇下,這種35英寸的軟盤開始大行其道,35寸軟盤以其便宜的價格、相對巨大的存儲量(144M,百萬級字節存儲量)很快全麵占領市場,而35英寸軟盤驅動器也開始正式取代5英寸的軟驅成為個人電腦的標準配置,走向了它一生中最輝煌的時期。
35英寸的軟盤都是,通常簡稱3寸。3寸軟盤都有一個塑料外殼,比較硬,它的作用是保護裏邊的盤片。盤片上塗有一層磁性材料(如氧化鐵),它是記錄數據的介質。在外殼和盤片之間有一層保護層,防止外殼對盤片的磨損。軟盤提供了一種簡單的寫保護方法,3寸盤是靠一個方塊來實現的,拔下去,打開方孔就是寫保護了。反之就是打開寫保護,這時可以往文件裏麵寫入數據。
隨著硬件加工技術的發展,軟盤尺寸漸漸減小,容量漸漸增加。但是由於軟盤介質讀取方式固有的局限——磁頭在讀寫磁盤數據時必須接觸盤片,而不是像硬盤那樣懸空讀寫——它已經難以滿足大量、高速的數據存儲,而且軟盤的存儲穩定性也較差。後來雖然有很多升級產品如zip、ls120及Jazz等,但是都難以同時解決兼容性和速度容量兩者直接的矛盾。隨著光盤、閃存盤等移動存儲介質的應用,軟盤使用已越來越少。
最快的超級計算機
2005年11月,IBM正式向業界宣布,安裝在美國勞倫斯·利弗摩爾國家實驗室的藍色基因/L超級計算機創造了每秒鍾2806萬億次運算的性能紀錄,峰值速度甚至達到367萬億次。在同月發布的世界超級計算機500強排行榜上,這台機器名列第一名,速度約是第二名的另一台藍色基因的三倍。所以被稱為上世界最快的計算機,IBM藍色基因當之無愧。
IBM全球副總裁表示:“IBM一直致力於用創新技術推動行業發展,從藍色基因超級計算係統性能的空前提升,可以看到IBM如何推動超級計算領域的高速發展,甚至推動人類科學技術的進步。藍色基因超級計算係統在排行榜上占有19個席位,它被廣泛應用在生命科學、氣象預測、天文觀測、材料科學、數字電影特效等領域。隨著藍色基因應用範圍的拓展,IBM必將憑借創新的技術為更多客戶搭建隨需應變的業務環境。”
藍色基因係統是由大量運算節點組成,采用IBM PowerPC嵌入式處理器、嵌入式DRAM和係統芯片技術,並整合所有係統功能,其中包括計算處理器、通訊處理器、三層高速緩存,在單一ASIC上有著複雜路徑的多重高速互聯網絡。將1024個計算節點(內含2顆PowerPC嵌入式處理器)放在單一機架內進行密集封裝。
藍色基因最高可以擴充到65536個計算節點(共計131072顆處理器),即64個機架,其峰值速度可達到367萬億次浮點運算速度,除了成本效益,還有低耗電、冷卻效果好及節省占地麵積等特色。
自從IBM宣布以商業形式推出IBM藍色基因解決方案以來(2004年11月,超級計算機研究計劃商業版本),已經有創記錄的25套藍色基因係統出現在全球500強排名中。IBM藍色基因解決方案是基於IBM Power架構而設計,同時針對帶寬、可擴展性和處理大容量數據的能力進行了優化處理,另外還根據當今最快係統的要求,將耗電和占地空間減小了多倍。目前,IBM及其合作夥伴正在探索藍色基因在高性能計算應用,包括生命科學、金融建模、流體力學、量子化學、分子動力學、天文學和空間研究及氣候建模等方麵的成長機會。
在全球500強總計的2791 Petaflop的計算能力中,IBM超級計算機的計算能力超過了15 Petaflop,這是排名最接近IBM的競爭對手惠普總計算能力的三倍多。而且在全球500強排名前10的超級計算機中,IBM占有4席,在排名前100的超級計算機中,IBM也占有46席。