摩爾定律之後 計算的未來

計算機硬體進步可預測的時代正在走向尾聲。

接下來是什麼？

1971年，世界上最快的汽車是法拉利代托納（Daytona），時速可達280公里。

世界上最高的建築物是紐約的雙子塔，高415米。

同年11月，英特爾推出了第一款商用微處理器晶片4004，由2300個微小的電晶體組成，每個有紅血球大小。

從 那以後晶片的進步與英特爾聯合創始人高登·摩爾（Gordon Moore）的預測一致。

根據他的經驗法則，即摩爾定律，隨著越來越小的電晶體被更緊密地封裝到矽片上，性能提升、成本下降，晶片處理能力約每兩年提升一 倍。

英特爾現在的Skylake處理器由約17.5億個電晶體組成，4004晶片上一個電晶體的大小相當於50萬個最新晶片上的電晶體，它們的整體運算能 力是4004晶片的四十萬倍。

現實世界很難實現這樣這樣指數級的增長。

如果自1971年起汽車和摩天大樓以這樣的速度發展，那麼現在最快的汽車速度已經能 達到光速的十分之一；最高的建築物再高一倍就要觸到月球了。

摩爾定律的影響在我們周圍隨處可見。

今天30億人口袋裡裝著智慧型手機：每個手機 都比20世紀80年代房間大小的超級計算機能力更強。

無數行業因數字化的劇變而被顛覆。

強勁的計算能力甚至已經減少了核試驗的次數，因為比起實際試驗，原 子武器更容易通過模擬爆炸測試。

摩爾定律已成為一種文化指代：矽谷內外的人都期盼著技術每年有進步。

然而五十年後的現在，摩爾定律已走到了 盡頭。

將電晶體做得更小不再能保證它們會更便宜或更快。

這並不是說計算能力的提升會突然停滯，但是這種提升的本質正在改變。

晶片還會更好，但提升的速度會 放緩（英特爾稱，運算能力目前要每兩年半才翻一倍）。

計算的未來將由其他三方面的進步定義，而不再只是單純的硬體性能提升。

摩爾不再可信

首 先是軟體。

本周一款圍棋軟體AlphaGo在首爾如期舉行的五番棋比賽的頭兩盤中擊敗了人類最優秀的棋手之一李世石。

由於圍棋的複雜性，計算機科學家對它 特別感興趣：棋盤上落子位置的可能性比宇宙中的粒子數量還要多。

因此，要取得勝利，圍棋軟體不能簡單地依靠由摩爾定律提供的計算蠻力。

相 反，AlphaGo依靠的是「深度學習」技術，在一定程度上模仿人類大腦的工作方式。

它本周的成功表明通過新的算法可以取得性能的巨大進步。

實際上，硬體 提升放緩將為開發更加智能的軟體提供更強勁的推動力。

第二個進步領域是「雲」，即通過網際網路提供服務的數據中心網絡。

當計算機是單機設備 時，無論是大型主機還是桌上型電腦，它們的性能首先取決於處理器晶片的速度。

今天的計算機無需改變硬體就能變得更為強大。

它們可以利用雲端龐大（且靈活）的 運算資源來搜索電子郵件或者計算最佳出遊路線。

互聯性增強了計算機的能力：智慧型手機的功能如衛星定位、運動傳感器和無線支付等現在與處理器速度同等重要。

第 三個進步領域是新的計算架構，如為特殊工作優化的特製晶片，甚至利用量子力學這種新技術的超凡力量來同時處理多個數據集。

當通用微處理器能快速提升運算速 度時，不那麼需要追求這些途徑，但是現在的晶片特為雲計算、神經網絡處理、計算機視覺和其他任務而設計。

這些專用硬體將被裝在雲端，需要時可以隨時調用。

這再一次表明終端用戶設備自身的性能不如以前那麼重要，因為繁重的工作已經在別處完成了。

速度並非所有

這在實際中意 味著什麼呢？摩爾定律絕非物理法則，而是自我應驗的寓言，是科技行業齊心協力達成的集中規劃的勝利。

它的消亡會讓技術進步的速度更難預測；提升性能的新技 術的出現有早有晚，因此這條路可能會時起時落。

但是考慮到大多數人依賴功能與特性的有無而非處理速度來評價他們的計算設備，消費者可能對發展減速感觸不 大。

對公司而言，向雲計算的轉向將掩蓋摩爾定律的終結。

公司升級桌上型電腦的頻率已經降低，也不再運營自己 的郵件伺服器。

不過這一模式依賴的 是快速可靠的連通性。

這會加強對寬頻基礎設施提升的要求：隨著雲提供商的數據中心內部計算能力的不斷提升，連通性差的公司將越來越無法從中受益。

對 於科技行業自身而言，摩爾定律的衰落強化了集中式雲計算的邏輯，這已經由少數幾家大公司主導：亞馬遜、谷歌、微軟、阿里巴巴、百度和騰訊。

它們正努力提升 自己雲基礎設施的性能，同時也在搜羅別具創意的創業公司：谷歌2014年收購了Deepmind，正是這家英國公司開發了AlphaGo。

半個多世紀以來，電晶體不斷縮小，看似無可阻擋，讓計算機價格穩步降低、性能持續提升。

隨著摩爾定律的消亡，進步不再那麼有時間規律。

但計算機和其他設備會不斷變得更強大，只是以不同的、更多元化的方式。

switch language

來源@商論