摩爾定律走向終結(jié)計算的未來會是什么？

　　3月15日消息，隨著摩爾定律走向終結(jié)，計算機(jī)硬件的進(jìn)步可預(yù)測的時代將會走到盡頭。那計算技術(shù)的未來是什么呢?《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志近日撰文指出，決定計算未來的將不再是單純的硬件性能，而是三個其它的領(lǐng)域：軟件、“云”和新計算架構(gòu)。

　　以下是文章主要內(nèi)容：

　　1971年，全球最快的汽車是可達(dá)280kph(約合174mph)的法拉利代托納(Daytona)，全球最高的大廈是紐約高415米(約合1362英尺)的雙子塔。那一年的11月，英特爾推出了首款商用微處理器芯片“4004”，該芯片包含2300個單個紅細(xì)胞大小的微型晶體管。

　　自那以后，芯片一直在按照英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)的預(yù)測持續(xù)改進(jìn)。根據(jù)他被稱為“摩爾定律”的經(jīng)驗法則，隨著晶體管變小，能夠更加緊密地裝入硅片，提升性能和減少成本，芯片的處理性能大約每兩年可提升一倍。

　　英特爾現(xiàn)代的Skylake處理器包含大約17.5億個晶體管——當(dāng)中的一半可以裝入“4004”的單個晶體管內(nèi)——性能達(dá)到“4004”的40萬倍。這種指數(shù)級增長在物質(zhì)世界是難以實現(xiàn)的。要是自1971年以來汽車和摩天大樓能夠以這樣的速度增長，那現(xiàn)在最快的汽車的速度可達(dá)光速的十分之一，最高的大廈可達(dá)地球與月球之間距離的一半。

　　摩爾定律的影響在現(xiàn)實生活中顯而易見。當(dāng)下，全球有30億人擁有智能手機(jī);每一臺智能手機(jī)的性能都比1980年代有房間那么大的超級電腦強(qiáng)大。一個又一個的行業(yè)遭到數(shù)字革命的顛覆。強(qiáng)大的計算性能甚至可應(yīng)用于核試驗，相比真實的試驗，用模擬爆炸來測試原子武器要來得更容易。摩爾定律已經(jīng)成為了一種哲學(xué)：硅谷內(nèi)外的人都期待科技一年比一年好。

　　然而，經(jīng)過50年后，摩爾定律離終結(jié)不遠(yuǎn)了。讓晶體管變得更小不再能夠保證它們變得更便宜，更快速。這并不意味著計算領(lǐng)域的進(jìn)步將會一下子陷入停滯，但其進(jìn)步的本質(zhì)正在發(fā)生改變。芯片仍會變得越來越好，但提升的速度會放緩(英特爾稱，芯片性能現(xiàn)在只能每2.5年翻一倍。)計算的未來將會由單純的硬件性能以外的三個領(lǐng)域的改進(jìn)所決定。

　　未來要看三個領(lǐng)域

　　第一個領(lǐng)域是軟件。在過去的一周里，谷歌的人工智能程序AlphaGo連勝世界圍棋冠軍李世石三局。計算機(jī)科學(xué)家們對于圍棋尤其感興趣，是因為它非常復(fù)雜：可能的變化比宇宙中的粒子都要多。因此，下圍棋的系統(tǒng)不能夠單純依靠摩爾定律提供的計算性能提升來取勝。AlphaGo依靠的是“深度學(xué)習(xí)”技術(shù)，該類技術(shù)一定程度上依照人類大腦的運作方式。它的成功表明，通過新算法可以取得巨大的性能改進(jìn)。的確，硬件的進(jìn)步放緩，將會給業(yè)界帶來更大的動力去開發(fā)更加聰明的軟件。

　　計算進(jìn)步的第二個領(lǐng)域是“云”：通過互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)計算機(jī)是獨立的設(shè)備時，不管是大型主機(jī)還是臺式機(jī)，它們的性能都完全取決于其處理器芯片的速度。而現(xiàn)在，無需硬件的改動，計算機(jī)也能夠變得更加強(qiáng)大。在執(zhí)行搜索電子郵件、計算最優(yōu)行駛路線等任務(wù)時，它們能夠利用云端龐大(且靈活)的計算資源?；ヂ?lián)性進(jìn)一步強(qiáng)化了它們的功能：如今，就智能手機(jī)而言，衛(wèi)星定位、運動傳感器、無線支付支持等功能的重要性絲毫不亞于處理器性能。

　　計算行業(yè)進(jìn)步的第三個領(lǐng)域是新計算架構(gòu)——針對特定任務(wù)而優(yōu)化的專用芯片，甚至是利用量子力學(xué)同時處理多個數(shù)據(jù)集的獨特技術(shù)。當(dāng)通用的微處理器能夠快速提升時，追逐這類技術(shù)并沒什么需要，但時至今日，行業(yè)在專門針對云計算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理、計算機(jī)視覺等任務(wù)設(shè)計芯片。這類專用硬件將會嵌入云端，需要時即可調(diào)用。這也說明，終端用戶設(shè)備的硬件性能已經(jīng)沒有以往那么重要。

　　速度不代表一切

　　在實際中，這將意味著什么呢?摩爾定律從來都不是什么物理定律，但卻是一種自我實現(xiàn)的預(yù)言。它的終結(jié)將會讓科技進(jìn)步速度變得沒那么容易預(yù)測;全新的提升計算性能的技術(shù)在前進(jìn)道路上難免會磕磕碰碰。但鑒于大多數(shù)人都是以功能特性而非處理速度來衡量他們的計算設(shè)備，消費者或許會不怎么感覺到計算性能的進(jìn)步放緩。

　　對于企業(yè)而言，摩爾定律的失效將會被掩蓋在向云計算的轉(zhuǎn)移中。目前已經(jīng)有企業(yè)降低升級PC的頻率，停止運作它們的電子郵件服務(wù)器。然而，這種模式要依靠快速可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。那將會強(qiáng)化寬帶基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)需求：那些聯(lián)網(wǎng)條件糟糕的企業(yè)將難以受益，因為計算的改進(jìn)將越來越多的發(fā)生在云提供商的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部。

　　對于科技行業(yè)本身而言，摩爾定律的失效強(qiáng)化了已經(jīng)為一些大公司(包括亞馬遜、谷歌、微軟、阿里巴巴、百度和騰訊)所強(qiáng)調(diào)的集中化云計算的邏輯。它們在努力提升其云基礎(chǔ)設(shè)施的性能。它們也在搜尋擁有新型技術(shù)的初創(chuàng)公司：谷歌在2014年收購了來自英國的AlphaGo開發(fā)商Deepmind。