一个改变世界半导体的“谎言”

传感器技术mp / 2018年03月05日 23:59

手机

摩尔定律是由Intel创始人之一Gordon Moore提出来的。其内容为:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。

然而摩尔定律并不是个定律,它和「牛顿三定律」这种完全不是一回事。50年来,它的成立并不是由于物理上的局限,而是整个芯片行业的刻意选择和协商。

一直以来,新一代处理器出来后,开发者程序员们搞出新的软件,这些软件更充分地利用新设备的性能,也毫无保留地耗尽了这些性能。很快消费者发现自己的电脑和手机卡了。于是因特尔们接着努力,搞出新一代的处理器。

从 1990 年起,每隔 2 年,全球半导体行业会发布一个计划,他们自己把这个叫做路线图 Roadmap。每个文件的大意是说:「未来三年我们还跟之前的几十年一样,按照摩尔定律走,具体来说是 bla bla bla。希望大家都自律。」就这样,几十年来,全球芯片行业所有生产商和供应商联合起来,跟着摩尔定律走,这是在其他任何行业中都不曾见到的情景。

过去的 十几 年里,我们亲身经历了一波科技浪潮,每一个人的生活方式都发生了巨变。习惯了网购,习惯了薄如记事本的手提电脑,习惯了视网膜高清显示屏,习惯了掏出手机进行简单操作,就能接到电话并条件反射般说出自己的地址就能有车来接,习惯了吃饭的时候刷一下朋友圈的爆款文章,还习惯了科技公司的新品发布会。

科技的剧烈发展似乎不像以往那样刺激了,成为了一种理所应当的事情:理所应当每年都会有更好的手机和电脑,理所应当新的手机和电脑都会更快速性能更好。例如最近的苹果公司发布会,虽然无论公司还是产品依旧伟大,我们已经没了那份激动,因为我们突然感觉科技的进步没有给我们带来心里预期的冲击。

今天,全世界已有 40 亿人使用智能手机。你手中的高端智能旗舰机的计算处理能力甚至强于当年 NASA 登月计划的主计算机很多倍。

目前Iphone X使用的是10nm工艺。

7纳米工艺也会在2018或2019年到来。英特尔目前的规划只有这么远,而台积电表示他们可在明年实现7纳米,且目前正在争取让5纳米成为现实。在如此的大小之下,芯片上的元素就只有一股DNA的两倍大而已。

而如果进一步缩小,那么芯片上的设计元素就和10个独立原子差不多大了。在这样的大小之下,电子的行为会开始变得不稳定:经典物理学定律在这里将不再适用,这个尺寸属于量子物理的世界,这个世界有人类无法控制的不确定性,有上帝投出的骰子,还有薛定谔那只不死不活的猫。

事情出现了变化。半导体行业已经宣布,即将面世的行业路线图不会再依照摩尔定律。这意味着行业正式公开承认,摩尔定律已经结束了。

但是科技的发展并不会因为摩尔定律的失效而停下脚步,在此之前,先向这位从某种程度上改变世界人民生活的老先生表达一下敬意吧!

那么,未来计算机有可能往什么方向发展呢?

这个问题是近几年的一个研究焦点。当然,最终结论尚未成型,不过目前看来,量子计算机有可能胜出成为下一代计算机。

那么,什么是量子计算机?量子计算机和现在的计算机有什么区别呢?

我们现在使用的计算机依靠晶体管进行计算,因此从某种程度上说,其计算速度取决于晶体管密度,也因此受制于晶体管密度的物理极限。而量子计算机是利用粒子进行计算的,因此计算速度不仅更快,还不会受到晶体管密度的限制。因此有人预测,量子计算机的发展速度将远远超出摩尔定律的速度。

今年中国首个量子计算机已经诞生,是中科院和阿里巴巴共同研发。

预计到2025年,量子计算将达到当今世界最快的超级计算机的水平,将应用于一些目前无法解决的重大科技难题。来让我们预祝这个世界越来越美好。返回搜狐,查看更多

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