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后摩尔定律时代预测科技越来越难 但计算设备还会更强大

2016-06-02 15:30

导语：《经济学人》网络版近期刊文称，摩尔定律正走向终结，这意味着计算机硬件的进步变得越来越难以预测。在这样的情况下，云计算、软件，以及全新的计算架构将成为未来计算技术进步的关键。
以下为文章主要内容：
1971年，世界上最快的车是法拉利代托纳，最大时速达到每小时280公里；全球最高的摩天大楼是纽约双子塔，高度为415米；这年11月，英特尔发布了集成2300个晶体管的首款微处理器芯片4004，其中每个晶体管的大小与红血球一样。
自那时以来，芯片的发展一直符合英特尔联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)的预言。随着晶体管体积越来越小，单位芯片集成的晶体管数量越来越多，这将带来计算性能的提升和成本的降低。根据摩尔定律，每两年计算机的处理能力就将翻番。
目前，英特尔最新的Skylake处理器集成了约175万个晶体管，其中约50万个晶体管的体积才有1971年4004处理器中一个晶体管大小。这也让这款处理器的计算能力比4004提高了40万倍。这样爆炸式发展是其他领域难以企及的。如果保持同样的发展速度，到现在最快的车可达到光速的10倍，最高的楼已经建到地球和月亮的中间。
摩尔定律也影响着每个人的生活。现在，30亿人口袋里都有智能手机，其计算能力比上世界80年代的超级计算机还要更强劲。无数行业也被这场数字革命所颠覆。强大的计算能力甚至减少了核试验次数，因为计算机足以模拟爆炸性能，研究者不必再实际炸掉一颗原子弹。
摩尔定律已成为文化路标，它代表着人类科技每年不断向前的脚步。然而在50年之后，摩尔定律的尽头正在来临。
制造更小的晶体管并不会使得芯片成本更低、速度更快。尽管这并不意味着计算能力的发展将趋于停滞，但进步的方式将发生改变。芯片依然会越来越强大，但发展脚步会越来越慢。此外，除了基础的硬件性能之外，计算能力的未来还将由其他三方面决定。
首先是软件。近期，AlphaGo击败了最优秀的人类围棋选手李世石。对科学家来说，围棋非常复杂，是非常有趣的研究对象。由于围棋的变化太多，因此用于下围棋的系统不能仅仅依靠暴力计算。AlphaGo借助深度学习技术去模拟人脑的工作方式。而AlphaGo的取胜也表明，新算法可以实现强大的性能。实际上，硬件进步的减速正促使人们更多地关注更“聪明”的软件。
第二个领域是云计算。云计算通过互联的数据中心网络来提供服务。当计算机仍是单一设备时，无论是大型机还是桌面电脑，其性能完全依赖于处理器芯片。而当前的计算机不需要升级硬件就能变得更强大。在搜索电子邮件，计算导航路线时，它们可以利用大量的云计算资源。
第三个领域是新的计算架构的出现，即针对特定任务开发的专门芯片。例如，基于量子机制的计算技术能同时处理多个数据集。如果微处理器仍在快速发展，那么人们将没有意愿去关注这些新领域。目前，针对云计算、神经网络、计算机视觉和其他任务的芯片正在出现。这样的专用硬件将被集成至云计算平台，按需提供服务。这再次表明，终端用户使用的设备性能将不再重要，更繁重的计算任务将发生在其他地方。
那么在实际生活中，这意味着什么？摩尔定律并非物理定律，而是一项得到自我证明的预言。摩尔定律的失效意味着科技进步的速度变得难以预测。新技术的发展过程可能不会一帆风顺。不过考虑到大部分人对计算设备的判断基于功能，而不是处理速度，因此对终端用户来说，他们可能并不会感受到科技进步的减缓。
对企业来说，摩尔定律失效的最大意义在于，它们将全面转移至云计算平台。目前，企业升级PC的速度已经放慢，并停止运营自主的电子邮件服务器。这种新模式将依赖于高速而可靠的网络，因此这将会推动宽带基础设施的需求。
对科技行业来说，摩尔定律的失效意味着云计算将成为IT的中心。目前在全球范围内上，亚马逊、微软、阿里云和谷歌等公司占据着云计算市场的大部分份额。他们正在改善云计算基础设施的性能，并将目光投向了一些创新的公司。例如，谷歌于2014年收购了AlphaGo的开发者DeepMind。
过去50年里，晶体管尺寸的缩小让计算机的性能越来越强大，价格越来越低廉。随着摩尔定律的失效，科技进步将失去节奏感。不过，计算设备仍将变得更强大，仅仅只是通过不同的方式，例如云计算和软件。
【来源/新浪科技】

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