當摩爾定律失效後,未來會何去何從?
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我們今天看到的未來大部分取決於信息技術的指數級增長,而增長基本都是符合摩爾定律的描述的。
摩爾定律是什麼?
摩爾定律是由英特爾(Intel)創始人之一戈登·摩爾(Gordon Moore)提出來的。
其內容為:當價格不變時,集成電路上可容納的電晶體數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。
換言之,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18個月翻兩倍以上。
這一定律揭示了信息技術進步的速度。
摩爾定律在發現後的50年里產生了巨大影響。
「總之,根據摩爾定律的預測,計算機晶片的規模和成本每18到24個月將縮小一半。
在過去50年里,這被證實是毋庸置疑的。
」——Kevin Kelly, What Technology Wants
由於處理器的微型化,計算機從笨重龐大的物體變成了我們可以塞在口袋中或是戴在手腕上的便攜設備。
回想起來,這個加速的發展是不容忽視的——在過去的五十年來,它驚人地持續穩定地發展著。
但是,這又會持續多久呢?
摩爾定律已經穩定發展了數十年,但該晶片核心技術的突破不會永遠持續增長下去。
很多人都認為,接下來的趨勢會下滑,但將來會發生什麼,大家其實都並不清楚。
近年來,晶片製造過程變得越來越複雜,成本也越來越高。
在2004年之後,由於晶片過熱而導致處理器的速度增速平緩,多核處理器開始被推廣使用。
然而如今,隨著晶片的大小越來越接近原子尺度,根據量子效應,再這樣下去,晶片會變得越來越不可靠。
於是,今年,半導體行業首次規劃將不再以摩爾定律作為基準,而是專注於手機、可穿戴設備等的其他特性上,例如性能和聯網。
隨著行業轉移焦點,摩爾定律似乎正在接近極限,這是計算機指數級增長的極限嗎?——還是,這種趨勢會再持續一段時間?
雖然人們經常只是預測摩爾定律的終結,但是如今的集成電路確實已經快達到某些難以攻克的物理限制,很多人也認為,矽晶片將在未來十年內維持現狀。
所以,在計算機領域的指數型增長也會隨之終結嗎?
根據Kurzweil的說法,答案是,不一定。
他說,摩爾定律所描述的集成電路只是在計算機領域的一個更大更長的指數趨勢中的一部分技術——他認為這個大趨勢會持續下去。
如果我們能更好地預測這種強大的趨勢,我們就可以提前對其前景進行規劃,知其利害,而不是被它牽著鼻子走,在這種趨勢到來的時候措手不及。
我們可以充分利用未來。
若摩爾定律失效,這會如何影響我們的生活?
若該情況成真,恐怕受到影響的將不止是計算機產業。
英特爾前電子工程師Robert P. Colwell說:「以汽車產業為例,過去三十年來推動其不斷創新和進步的也是摩爾定律。
」汽車產業的創新(如引擎控制器、防抱死剎車、導航、娛樂和安全系統等)都與價格逐步降低的半導體息息相關。
從樂觀的角度來看,晶片開發腳步的放緩會帶來更加激烈的競爭和創新。
處於領先地位的四大晶片廠商英特爾、三星、台積電和GlobalFoundries都擁有自己的製造工廠,而許多小型半導體公司可沒這份運氣。
即使電晶體尺寸的縮小無法帶來速度和價格上的優勢,也會換來功耗的降低。
預計超低功耗電腦晶片會在2020年前問世,屆時可能電池都不再是必需品了,因為太陽能、振動、無線電波甚至汗液都能為其供電。
這樣的晶片會催生什麼樣的產品呢?現在我們還不得而知。
不過設計師們不能再依靠處理器性能的提升了,他們不得不在產品開發中換一種思路。
托摩爾定律的福,計算機尺寸變得越來越小,但設計方面並沒有什麼大的突破,依舊是以處理器為中心,軟硬體結合的產品。
摩爾定律也許還能繼續存活十年時間,如果想要更久,我們就只能在創新的道路上奮發圖強了。
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