後摩爾定律時代預測科技越來越難 但計算設備還會繼續強大

後摩爾定律時代預測科技越來越難 但計算設備還會更強大

《經濟學人》網路版近期刊文稱,摩爾定律正走向終結,這意味著電腦硬體的進步變得越來越難以預測。在這樣的情況下,雲計算、軟體,以及全新的計算架構將成為未來計算技術進步的關鍵。

以下為文章主要內容:

1971年,世界上最快的車是法拉利Daytona,最大時速達到每小時280公里;全球最高的摩天大樓是紐約雙子塔,高度為415米;這年11月,英特爾發布了整合2300個電晶體的首款微處理器晶片4004,其中每個電晶體的大小與紅血球一樣。自那時以來,晶片的發展一直符合英特爾聯合創始人戈登·摩爾(Gordon Moore)的預言。隨著電晶體體積越來越小,單位晶片整合的電晶體數量越來越多,這將帶來計算性能的提升和成本的降低。根據摩爾定律,每兩年電腦的處理能力就將翻番。

目前,英特爾最新的Skylake處理器整合了約175萬個電晶體,其中約50萬個電晶體的體積才有1971年4004處理器中一個電晶體大小。這也讓這款處理器的計算能力比4004提高了40萬倍。這樣爆炸式發展是其他領域難以企及的。如果汽車業和建築業保持同樣的發展速度,到現在最快的車可達到光速的10倍,最高的樓已經建到地球和月亮的中間。

摩爾定律也影響著每個人的生活。現在,30億人口袋裡都有智慧手機,其計算能力比上世界80年代的超級電腦還要更強勁。無數行業也被這場數位革命所顛覆。強大的計算能力甚至減少了核試驗次數,因為電腦足以模擬爆炸性能,研究者不必再實際炸掉一顆原子彈。

摩爾定律已成為文化路標,它代表著人類科技每年不斷向前的腳步。然而在50年之後,摩爾定律的盡頭正在來臨。

製造更小的電晶體並不會使得晶片成本更低、速度更快。儘管這並不意味著計算能力的發展將趨於停滯,但進步的方式將發生改變。晶片依然會越來越強大,但發展腳步會越來越慢。此外,除了基礎的硬體性能之外,計算能力的未來還將由其他三方面決定。

首先是軟體。近期,AlphaGo擊敗了最優秀的人類圍棋選手李世石。對科學家來說,圍棋非常複雜,是非常有趣的研究對象。由於圍棋的變化太多,因此用於下圍棋的系統不能僅僅依靠暴力計算。 AlphaGo借助深度學習技術去模擬人腦的工作方式。而AlphaGo的取勝也表明,新算法可以實現強大的性能。實際上,硬體進步的減速正促使人們更多地關注更“聰明”的軟體。

第二個領域是雲計算。雲計算通過互聯的數據中心網路來提供服務。當電腦仍是單一設備時,無論是大型機還是桌面電腦,其性能完全依賴於處理器晶片。而當前的電腦不需要升級硬體就能變得更強大。在搜索電子郵件,計算導航路線時,它們可以利用大量的雲計算資源。

第三個領域是新的計算架構的出現,即針對特定任務開發的專門晶片。例如,基於量子機制的計算技術能同時處理多個數據集。如果微處理器仍在快速發展,那麼人們將沒有意願去關注這些新領域。目前,針對雲計算、神經網路、電腦視覺和其他任務的晶片正在出現。這樣的專用硬體將被整合至雲計算平台,按需提供服務。這再次表明,終端用戶使用的設備性能將不再重要,更繁重的計算任務將發生在其他地方。

那麼在實際生活中,這意味著什麼?摩爾定律並非物理定律,而是一項得到自我證明的預言。摩爾定律的失效意味著科技進步的速度變得難以預測。新技術的發展過程可能不會一帆風順。不過考慮到大部分人對計算設備的判斷基於功能,而不是處理速度,因此對終端用戶來說,他們可能並不會感受到科技進步的減緩。

對企業來說,摩爾定律失效的最大意義在於,它們將全面轉移至雲計算平台。目前,企業升級PC的速度已經放慢,並停止營運自主的電子郵件服務器。這種新模式將依賴於高速而可靠的網路,因此這將會推動寬頻基礎設施的需求。

對科技行業來說,摩爾定律的失效意味著雲計算將成為IT的中心。目前在全球範圍內上,亞馬遜、微軟、阿里雲和Google等公司佔據著雲計算市場的大部分市占率。他們正在改善雲計算基礎設施的性能,並將目光投向了一些創新的公司。例如,Google於2014年收購了AlphaGo的開發者DeepMind。

過去50年裡,電晶體尺寸的縮小讓電腦的性能越來越強大,價格越來越低廉。隨著摩爾定律的失效,科技進步將失去節奏感。不過,計算設備仍將變得更強大,僅僅只是通過不同的方式,例如雲計算和軟體。

 

出處:新浪科技

編輯:維金

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