電腦性能到了瓶頸

http://big5.ce.cn/gate/big5/intl.ce.cn/hqcy/zxdt/201012/20/t20101220_22062946.shtml

　　據英國《新科學家》12月16日報道，美國全國研究委員會最新公佈題為《計算性能的未來：遊戲終結還是到更上一層樓》的報告稱，幾十年來，電腦性能獲得了突飛猛進的提高，但如果軟體業沒有發生巨大的改變，沒有新式晶片推出的話，這種發展勢頭將戛然而止。未來電腦能力的提升，將帶來一場大革命。

　　電腦性能到了瓶頸

　　在上世紀80年代到90年代之間，微處理器的速度大大提高，但橫亙在眼前的兩個障礙意味著計算能力的提高在未來10年會碰釘子。隨著電晶體變得越來越小，並越來越緊密，微晶片記錄數據的速度在2005年就達到3千兆赫，目前已趨向平穩，這是因為速度如此之快的晶片產生的熱量太多而無法用於智慧手機和個人電腦中。這種穩定水準有可能終結摩爾定律，即積體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。

　　因此，製造商通過在一個晶片上建造兩個、4個甚至8個處理器核來解決這個問題，但該研究報告警告說，摩爾定律仍然處於麻煩中：目前電晶體的功效不可能被提高得更多，且計算性能“在10年內也將囿于能耗所限而無法有很大提高”，解決這個問題需要科學家研發出新的電晶體架構。

　　並行計算可模擬核爆炸

　　更重要的是，多核晶片通過讓其處理器分攤任務來獲得速度優勢，為了讓這一點更加有效，研究人員必須設計出能並行執行多任務而不是一個接一個串列執行任務的軟體。

　　這一點聽起來似乎很有潛力。全國研究委員會主席、美國模擬器件公司首席技術官塞繆爾·富勒表示，“並行計算提供了一條更加清晰的道路”來維持計算速度的增長，並行計算才是王道。

　　並行計算能很好地處理很多科學計算，諸如模擬天氣和核爆炸等。但該報告警告，為串列運算而編寫的大量軟體轉變到能有效地並行工作，是“非常困難的任務”，它要求新的軟體工程過程和工具，也要求程式員重新接受培訓來使用它們。

　　不過，目前正在研究並行處理的克雷公司電腦專家雷·艾利斯表示，並行計算並非新想法，“科學家也已取得了一些成績”。他認為，通向並行計算最簡單的道路30年前就已經完成。

　　新一輪產業革命全靠電腦技術

　　從理論邏輯看，生產力是人類社會發展的最終動因，在當代世界，科學技術是第一生產力，即科學技術是生產力決定性和先導性的因素，而電腦是最現實的科學技術應用的核心。如果說，馬克思時代，蒸汽機是最偉大的革命家，那麼，在當代世界，電腦就是最偉大的革命家吧！

　　19世紀60年代開始第二次產業革命。第一階段以發電機、電動機為主體技術，這些技術依靠了電磁理論。第二階段的主體技術是無線電通訊技術。

　　20世紀40年代開始的第三次產業革命，主要是電子電腦、原子能、空間技術與生產自動化等。

　　當代世界，美國和日本早已在電腦領域展開競爭，不過，日本過於性急，以機器人研發製造作為發展戰略重點，針對世界市場尤其是中國市場的需求不足；而美國則以個人用電腦為主，既符合世界市場需要，又便於組合，從而在上世紀90年代比日本棋高一著風光一時。