未來頭條:摩爾定律盡頭的計算科學(xué)
從上世紀60年代以來一直被IT 行業(yè)推崇為“圣經(jīng)”并依賴其發(fā)展的摩爾定律正在走向終結(jié)。在摩爾定律步入夕陽時刻的半導(dǎo)體行業(yè)將何去何從?本期理解未來系列講座邀請到全球公認的計算機領(lǐng)域最優(yōu)秀的學(xué)者之一,美國加州大學(xué)計算機系校長講席教授叢京生先生,從專業(yè)的角度向公眾講述了摩爾定律的起源、發(fā)展、巔峰時刻以及在如今的“終結(jié)”時代,半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)該怎樣以什么樣的心態(tài)來迎接這個必然現(xiàn)象,又該如何積極應(yīng)對隨之而來的機遇和挑戰(zhàn)?
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201708/363000.htm此次講座中,叢京生教授以計算機是怎么工作的為出發(fā)點,回顧了電子計算輝煌的發(fā)展歷史。從圖靈開始代替人類做計算的工作,到發(fā)現(xiàn)電子,再到使用電子開關(guān)的ENIAC問世。接下來,叢教授介紹了摩爾定律以及摩爾定律在計算機上的應(yīng)用。他指出,摩爾定律預(yù)示著每兩年微處理器的晶體管數(shù)量都將加倍——意味著芯片的處理能力也加倍。這種指數(shù)級的增長,促使計算機到更先進、輕便、小巧的機器的轉(zhuǎn)化,然后又孕育出了高速度的互聯(lián)網(wǎng)、智能手機和現(xiàn)在的更互聯(lián)、更智能的應(yīng)用。
在以創(chuàng)新著稱的計算機行業(yè),隨著芯片制造商的電路精度的越來越高,能容納的原子數(shù)量越來越少,遵循了幾十年的以摩爾定律為中心的行業(yè)研究規(guī)劃藍圖將面臨必要的改變。全球半導(dǎo)體行業(yè)不再基于每兩年實現(xiàn)性能翻倍的概念來制定硅芯片研發(fā)計劃,原因就是無力承擔跟上性能提升步伐所需購買的超復(fù)雜制造工具和工藝成本。此外,當前的制造技術(shù)可能無法再像原來那樣大幅度縮小硅晶體管。
叢教授緊接著向大家介紹了在摩爾定律失效的當下,計算行業(yè)迎來了新時代。他認為:晶體管數(shù)量以及芯片的處理能力將會不在局限于在摩爾定律的設(shè)定中,呈倍數(shù)的階梯級增長,而是可以定制的架構(gòu)。再者,3D技術(shù)、神經(jīng)形態(tài)的計算和量子計算的加入也會給這個新的時代注入新的血液。
在接下來的對話環(huán)節(jié)中,華創(chuàng)資本合伙人、未來論壇青年理事熊偉銘先生主持了對話。并和中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員徐志偉,清華大學(xué)微電子與納電子學(xué)系主任、微電子學(xué)研究所所長魏少軍,聯(lián)想集團副總裁黃瑩以及發(fā)表主旨演講的叢京生教授一起探討了在摩爾定律失效后的計算科學(xué)發(fā)展方向,以及還能有什么方法能夠讓計算性能持續(xù)增長。對于摩爾定律的理解,徐志偉覺得技術(shù)發(fā)展絕對不像我們想象的過程,其應(yīng)用范圍要跳出自身原先的思考維度,“可能我們對摩爾定律的理解要放寬一點,因為我們業(yè)界之外的人也都在廣泛引用摩爾定律,比如做大數(shù)據(jù)的也會說每18個月數(shù)據(jù)會翻一番。”
在數(shù)據(jù)指數(shù)增長的時代,對計算的要求只會越來越高,應(yīng)用也會越來越廣,魏少軍也指出未來計算是無處不在的,“這是一個大的前提,其實這個地方講到計算是廣義的計算。第二個,應(yīng)用的多樣化也是一個重要的趨勢,毫無疑問,以人工智能來看,我們看到互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)走的比較靠前?!蓖瑫r,聯(lián)想集團副總裁黃瑩也覺得應(yīng)用和計算能力兩個是相輔相成的,并舉例說“比如5G出來以后,不管它最終的結(jié)果如何,都會對通訊速度有1000倍的提升,它也會把很多設(shè)備之間的互聯(lián)做很好的交互?!毙軅ャ懻f,技術(shù)幾千年都在演進,從宏觀的角度我們都在一步步往前走,只是每一個階段遇到特定的環(huán)境,我們可能遇到的機會是不一樣的。摩爾定律的盡頭,各位嘉賓給出的答案各有想法,但其中看準的都是未來更多的新機遇。
最后,清華大學(xué)法學(xué)院鄭裕彤講席教授,未來論壇咨詢委員會委員高西慶老師發(fā)表了總結(jié)陳詞并向每位發(fā)言嘉賓頒發(fā)了證書。
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