摩尔定律行将终结? 并行计算:电脑变人脑

刘霞

2009年09月03日09:28  来源:《科技日报》

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  让我们将目光转向1965年,当时,英特尔公司的联合创始人戈登·摩尔预测,在半导体业内,每18个月芯片上晶体管的数量就会翻番。几乎半个世纪以来,摩尔定律一直有效,它使计算机越来越便宜,运行速度越来越快,同时功能越来越强大。

  然而,一直有专家提出警告称,摩尔定律最终也会遭遇物理法则的阻挠,芯片让人眼花缭乱的高增长势头必将终结。专家们的预测一直未曾发生,但是,这种想法也始终在很多人心中盘绕。

  摩尔定律日薄西山?

  美国《电子工程时报》(EE Times)网站近日刊文指出,今年4月7日,在2009年国际物理设计大会上,IBM的院士卡尔·安德森指出,摩尔定律很快就会成为历史。

  卡尔·安德森是IBM服务器部门负责物理设计和工具的研究人员。他认为,就像之前的火车、汽车和航空工业一样,半导体工业也已经相当成熟,持续创新的速度正在慢慢减缓。随着半导体器件的尺寸和成本呈指数级下降,摩尔定律将会步入历史的故纸堆。

  安德森表示,多核微处理器等最前沿的芯片可能还会出现指数级的增长。但是,更多设计人员都发现,日常应用并不需要最新的物理设计。因此,摩尔定律很快将失去效力。今天,仅仅高端的芯片制造商能够负担下一代芯片的研发和设计所需要的高昂成本,更不用说制造这些芯片了。

  但也有业内巨头持不同看法。据美国媒体报道,今年4月8日,在2009年春季英特尔信息技术峰会(IDF)上,英特尔公司董事长克瑞格·贝瑞特指出:“指导英特尔发展多年的摩尔定律诞生于1968年,其将在未来15年中继续发挥作用。”

  英特尔公司首席技术官兼企业技术事业部总监贾斯汀·瑞特勒在接受美国《商业周刊》采访时也坚持认为,在接下来的10年里,英特尔公司能够让下几代处理器上的芯片翻番。

  并行计算:电脑变人脑

  问题不在于容量,而在于速度。几年前,微处理器的速度就达到了3GHz(吉赫)。此时,处理速度不能再进一步增加,否则,微处理器就会因为过热而融化。2004年,英特尔4GHz处理器计划被迫取消,半导体厂商对晶体管数量和高主频的不断追求从此被画上休止符。

  为了解决这个问题,半导体行业开始让几个芯片同时做一件事情(多线程),而不是让一块芯片以越来越快的速度处理一件事情。于是,出现了双核和四核处理器(基于单个半导体的一个处理器上拥有两个或者四个处理器核心)。瑞特勒说,10年内,我们可能会见证拥有100个甚至更多内核的处理器的诞生。

  但是,这又提出了另外一个新问题:怎样把这些细小的计算机引擎排放得当,使得它们更好地发挥作用?操作系统还没有准备好,编程语言和程序开发工具也一样。

  其实,就连一直编写软件的程序员们自己的内心也忐忑不安。他们过去编写的程序都是在一个处理器引擎上运行的串行软件,而不是并行运行的软件。

  微软首席研究及战略官克瑞格·蒙迪说:“过去50年来,我们一直使用一种方式编写软件,现在,我们要开始朝一个不同的模式转变了。”

  并行计算已经出现一段时间了,但是,仅仅限于高端的超级计算机,为这些超级计算机编写程序相当困难而且也耗费时间。

  对普通的程序员来说,现在面临的挑战是他们能否编写在并行计算机上运行的软件,同时让成本更低。蒙迪预计,微软将找到解决的方式。

  蒙迪说,毕竟人类的大脑本身就是一个相当庞大的并行计算机,编写出能够并行运行的程序是使计算机更像人类一样工作而不仅仅只是个机器的关键。

  世界上没有亘古不变的绝对真理,摩尔定律也有湮没于历史的尘埃中的一天。其实,早在2005年,戈登·摩尔本人就曾表示:“摩尔定律不可能永远持续下去。因为芯片的体积越来越小,并且已经接近原子的体积,这就是一个根本性的障碍,统治半导体业40年的摩尔定律有可能在未来10年至20年内被打破。”

  现在,我们还无法准确断定摩尔定律还能管用多久,所有的预测和猜想都预示着下一次技术的革新和腾飞。以目前的情况来看,虽然多核技术发展迅速,但是,其普及还需要软件的支持以及完整的产业链的建立。

···文本层代码--科技--人民网



(责任编辑:魏艳)
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