正文 第15章(1 / 3)

當你按暫停、向前、向後快速倒帶時,信號通過電話中轉站中你的線卡返回到信息庫,這樣,信息庫根據用戶的要求進行相應的操作,十分方便。

可見,未來的家庭影院,將極大地方便觀眾。

摩爾法則是否還有用

從1950年到現在,計算機運算能力的增長超過了10億倍!是什麼力量推動計算機以如此驚人的速度發展的呢?科學家悄悄地告訴我們:答案就是摩爾法則。

在計算機世界,有一個公認的規律:今天所買的電腦,明天就會過時。然而,對我們這些門外漢來說,“過時”隻是因為電腦又貶值了,又有新型號出來了。但實際上,事情並沒有這麼簡單。

中央處理器裏的芯片,正在不斷地增強它的功能,而與此同時,它的體積卻在不斷縮小。早在1965年,後來成為英特爾公司創始人之一的戈登·摩爾就預言:在1975年以前,芯片上的晶體管(即傳輸電子信號的電路)數量每,18個月左右就會增加1倍。這意味著,計算機的運算能力將以非常快的速度增長。

到2002年的今天,計算機的發展已經遠遠超過了摩爾預言的期限。技術專家根據摩爾法則揭示的秘密,不斷地擴展芯片的功能,以滿足人們日益增長的需求。但是,專家們都清楚地感覺到,已經有一個界限在一步一步的逼近。為了讓“摩爾法則”的期限再延長10年或更多的時間,各地的計算機工程師們都在努力工作。這對計算機用戶來說當然是好事,但對芯片製造商們來說,則意味著從未有過的艱巨挑戰。

芯片打算怎麼辦

按照摩爾法則,10年後的電腦芯片每秒鍾能完成10000億次運算。但如果繼續沿用現在的設計技術製造這樣的電腦芯片,它散發的熱量將不亞於一座核電廠。而我們知道,電腦必須有良好的散熱裝置,否則就會經常死機,嚴重的還會把電腦燒壞。在“核電廠”這樣的環境中,怎麼可能使用電腦呢?因此,在獲得高速度的同時,如何限製芯片的功率,就成為第一堵橫在路上的牆。

把電腦芯片的功率限定在一個額定單位裏,絕不是件容易的事情。因為晶體管的體積極其微小,要想同時實現高速度和低功率,就要降低功率,就必須進行技術創新。現在,科學家已經研究出了一些比較有效的方法。由此可見,這個問題似乎還不是最難應付的。

對芯片設計人員來說,最主要的問題,還是如何縮小芯片的體積。摩爾法則之所以成立,主要是因為隨著技術的進步,晶體管的體積在不斷縮小,這樣便可以在一枚矽片上集成更多數量的晶體管,提高信息傳遞的速度,計算機的工作能力也就由此增強了。

但是,晶體管數量的增加,意味著矽片空間的縮小和熱量的增加。設計工作也因此變得日益複雜起來。目前的情況,已經像要往一個針尖上塞進越來越多的人——樣困難。這些矛盾該如何解決呢?

開發新的計算機

越來越多的專家認識到,試圖在傳統計算機的基礎上,大幅度提高計算機的性能,永遠都是一個空想。隻有一切重新開始,才可能找到計算機發展的突破口。很多專家都在探討,如何利用生物芯片、神經網絡芯片等全新技術,促進計算機的再次飛躍。但也有很多專家把目光投向了最基本的物理原理上,他們認為以光子、量子和分子計算機為代表的新技術,將推動新一輪的超級計算技術革命。

分子計算機

分子計算機之所以成為可能,靠的是當信息變成正負電荷存在時,分子晶體可以充分的吸收它們,並且以更有效的方式組織和排列這些電荷,實現對信息的高效處理。而且隨著納米技術的發展,分子計算機的體積將劇減到令人難以置信的程度。

此外,消耗在分子計算機上的電能也將大大減少,但這並不影響它長期存儲大量數據的能力。

美國加州大學和惠普公司的聯合研究小組,曾在英國《科學》雜誌上發表文章,稱他們能通過特殊技術,製作出分子“邏輯門”這種分子電路的基礎元件。美國橡樹嶺國家實驗所的研究人員,則采用另一種方式製造出了“邏輯門”。他們把菠菜中的一種微小蛋白質分子提取出來,使之附著於金箔表麵,並嚴格控製了分子排列的方向。.實驗結果表明,這種蛋白質分子可以在非常短的時間內產生感應電流,也就是說,由它製成的電路可以在很短的時間內開關“邏輯門”,讓大量的信息通過。