当狼真的来了

2014-12-22 05:35石菲
中国信息化 2014年14期
关键词:电子计算机摩尔定律晶体管

电子计算机无疑是二十世纪最伟大的发明之一,我们很难想象生活中如果没有电子计算机会是什么样子?

在电子计算机和信息技术高速发展过程中,英特尔公司的创始人之一戈登·摩尔对电子计算机产业所依赖的半导体技术的发展作出预言:半导体芯片的集成度将每两年翻一番。事实证明,自二十世纪60年代以后的数十年内,芯片的集成度和电子计算机的计算速度实际是每18个月就翻一番,而价格却随之降低一倍。这种奇迹般的发展速率被公认为“摩尔定律”。

但摩尔定律并非永远适用,哲学家和科学家对此问题的看法十分一致:摩尔定律不久将不再适用。也就是说,电子计算机计算能力飞速发展的可喜景象很可能在二十一世纪前三十年内终止。人类将面临一个经典物理世界无法突破的计算能力的屏障。也就是说随着计算机电路板接近原子数量级,摩尔定律将走到尽头。与此同时,现在多数电脑采用的冯·诺依曼结构也需要被突破。

多年来,英特尔科技和制造集团副总裁迈克·梅佰里曾不止一次听到相同的世界末日预言:摩尔定律将会失效。梅佰里甚至听到过同事这样说。但是,由于大量像梅佰里这样的材料科学家不断找到使硅晶体管小型化的新途径和其他替代材料——例如石墨烯,摩尔定律仍然在起作用。

虽然业界有许多人都预期摩尔定律即将终结,但很少有人能够提出深入且具说服力的解释。曾经是英特尔Pentium处理器设计团队的工程师之一,现今美国国防部先进研究计划署微系统技术办公室总监Robert Colwell指出,2020年将会是摩尔定律一个重要时点,或许是2022年,但无论在7nm或5nm制程对于摩尔定律都是大问题。

IT业界的每一次浪潮都快得不可思议,有时候可能需要较长时间的概念培育期,但一旦环境成熟真正落地时间往往快得出人意料。

传统的晶体管是由硅制成,然而2011年来硅晶体管已接近了原子等级,达到了物理极限,由于这种物质的自然属性,硅晶体管的运行速度和性能难有突破性发展。行业在面临一个关键的转折点,各个厂商都在寻找现有流程中可以使用的新解决方案继续维持摩尔定律,或者寻找基于硅的替代品,利用更小、更有效及具备更低成本的产品来继续推动行业发展。

目前催化下一代技术革新的解决方案仍未确定,但是可以确定的是基于硅的时代随时都可能结束。对于取代摩尔定律的量子计算,有人预测至少还要10年才能看到真正的量子计算机问世。且由于目前技术障碍太多了。大型量子计算可能永远不能量产。此外,研究人员还在研究其他计算技术,例如DNA计算、神经芯片、自旋波设备等,但哪种技术能笑到最后尚不得而知。

从1888年发明世界第一部照相机开始,柯达的成功神话一直延续了近百年。二十一世纪初,这家百年老店走到了一个十字路口,面临从“胶卷时代”到“数码相机时代”的抉择时,柯达最终选择了占据全球市场半壁江山的胶卷业务,对颠覆性变革的时间预期有误,转型的步伐缓慢,使得这家发明了数码照相机的企业最终走向末路。

可见时机对于科技产业有着多么重要的意义。在我们喊了多年狼来了的时候,也许并没有真正意识到转变的迫切性。而当狼真的来了,如果不能及时调整战略布局,战术方法来适应这个时代的新特征,则会迅速在时代大潮中被淘汰。对于市场来说,利益驱动永远是商品的第一驱动力,但如果没有远见和长期战略,只能在被动等待中迎接不可预测的结果。

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