@ 2016.07.28 , 17:00
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到2040年,世界能源都不够计算机用的

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科学家预言,除非我们从根本上改善我们设计电脑的方式,否则,到2040年,全球能源生产可提供的电力将无法满足电脑芯片的运作。

这一预言意味着,我们跟上摩尔定律步伐的能力——集成电路中晶体管数量每两年约增加一倍的想法——即将不受我们掌控。

有关电脑芯片超出电力需求的预测早在去年半导体产业协会(SIA)的一份报告中就有公布,但由于集团发行的半导体行业前景最终路线图,使之目前成为焦点。

基本思想是,得益于庞大的晶体管数量,计算机芯片变得越来越强大,它们要发挥作用就需要吸收更多的能量(除非效率提高)。

半导体制造商可以通过巧妙的工程解决这个功耗,但SIA称,就目前的方法,半导体行业能走多远是受限制的。

“行业跟随摩尔定律的能力致力于更小的晶体管,而非更大的功率密度和相关的热管理问题,” 2015年报告指出。

“每个芯片上更多的晶体管意味着更多的互连线——尖端微处理器可以有几千米的互连线。但随着互连线的缩小,它们也随之变得低效。

从长远来看,SIA以今天芯片工程能达到的速度来推算,“到2040年,计算机运作需要的能量将超过预估的世界能源产量,计算机行业将变得不可持续发展。”

你可以通过下面回执的图像来看这个问题,今天主流系统功耗——基准线,橙色标记——将会在2035—2040年期间超越世界能源产值。

目前,芯片工程师在三维空间堆叠的晶体管越来越小,以便提高性能,维持摩尔定律步伐,但SIA称这一方法不会永久有效,给多少能量都会在未来逐步密集的芯片中流失。

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“常规方法即将运行到物理极限。减少管理芯片数据的‘能源成本’,需要使用新材料、新设备和新结构,协调研究。” SIA声明

“想要阻止能源以之后爆炸性增长曲线消耗的话,新的技术和架构需要比目前最先进的主流数码半导体技术更加高效节能。”

对今天的计算机工程师和科学家而言,这一挑战正在真实上演,SIA新的路线图报告也指出,2020年以后,依靠传统缩放技术来提升芯片性能,如缩小晶体管,在经济上将不可行。

这是项艰巨的任务,但也可能会迎来与严格意义上与晶体管不相关领域的计算机效率和研究的飞跃——也希望摩尔定律的精神,如果没有具体细节的话,在未来几十年里得以传承。

“这一问题在2005年就已真正出现,从那之后,我们是得到了更多的晶体管,但有些真的没有好太多,” 乔治亚理工学院计算机工程师Thomas Conte在《科技纵览》中告诉Rachel Courtland。

“这并不意味着摩尔定律的终结。是退一步告诉你什么是真正的问题——真正的问题就是计算机的运作。”

本文译自 网址名称,由译者 Daisy丹 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 34+1

  1. 3212213

    一点也不担心,就是要面临问题才会发展。到时候就会逼迫能源行业改变。

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  2. 3212214

    @Alex: 还有计算机行业和材料行业

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  3. 熊本
    @1 year ago
    3212216

    那电脑得多贵啊,估计我从今天起,攒钱攒到2040年也不起那配置

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  4. bbciused
    @1 year ago
    3212218

    量子计算机和光子计算机死哪去了?

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  5. 两弹元勋
    @1 year ago
    3212229

    用n卡就可以解决这个问题啊,电表倒着转啊。(滑稽)

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  6. 零下伊度
    @1 year ago
    3212232

    核电啊。。

  7. 神响
    @1 year ago
    3212234

    呵呵,20年前我听说全球石油只够用60年。。。20年后,我听说石油只够用60年。

    [169] XX [8] 回复 [0]
  8. 暮色濸然
    @1 year ago
    3212236

    还会有其他能源的吧

  9. lautherf
    @1 year ago
    3212238

    是时候抓人类来发电了 –矩阵

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  10. 骑着扁担抱牛
    @1 year ago
    3212244

    这解释了毁灭者出现的必然性

  11. 3212268

    标题略有误导, 应该是按照摩尔定律的布局发展, 到2040年芯片能耗将超过合理预期. 实际上摩尔定律早就打破了, 大家现在常用的多核处理器就是一个折衷的办法, 在芯片微型化受限的情况下尝试用多核解决一部分运算速度的瓶颈(限于具有可伸缩性的运算). 现在程序设计的主要改革思路就是能并行化尽量并行化, 近年也产生了很多技术框架来帮助程序员周边思维. 不过这样做确实有限制, 比如说其实最新的CPU, 单核性能基本也就是十年之前的水平.

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  12. 3212271

    放心,到时候地球在线会更新资料片

  13. 麻将几句话
    @1 year ago
    3212272

    到了2040年,有个人用gtx2900ti超频试图造出和现实一样的世界,屏幕亮了以后大家都激动的哭了出来,一分钟之后显卡从液氮中爆炸,巨大的能量毁掉了整个国家并发出的电磁波将世界所有的发电机报废了

    [102] XX [2] 回复 [0]
  14. you_know_who
    @1 year ago
    3212287

    我现在的每个月的通讯费超过我每个月需要维持生命的大米价格!

    这说明什么!

    [44] XX [0] 回复 [0]
  15. 冰封光年
    @1 year ago
    3212297

    可以用爱发电

    [17] XX [1] 回复 [0]
  16. 地狱拉面
    @1 year ago
    3212341

    到时候用爱发电啊

  17. 3212352

    没有电,不会点蜡么?外国人真是死脑筋

    [10] XX [0] 回复 [0]
  18. 游客
    @1 year ago
    3212361

    @麻将几句话: 好温馨的画面

  19. BiuBiuBiu
    @1 year ago
    3212396

    摩尔定律 算是一个统计规律 并且不应该用在衡量现在的发展速度上面了

  20. 哲学大叔
    @1 year ago
    3212422

    也就是说,天网在此之前,没有灭掉人类的必要.

  21. 3212431

    完全数字化吧。

  22. 哈佛教授
    @1 year ago
    3212438

    @神响: 那是因为石油利用效率也在逐年提高

  23. 3212450

    届时核能显卡可能成为现实

  24. Malnovaĉinio
    @1 year ago
    3212554

    期待能源革命的发生

  25. 路过
    @1 year ago
    3212637

    @KEV: 单核就十年前水平!!你确定?!

  26. 3212721

    这什么扯淡文章,谁特么让你外推的

  27. 啷了个啷
    @1 year ago
    3212871

    有点扯了

  28. 打工子
    @1 year ago
    3213076

    AlphaGo 不是解决了Google能源节省的问题么?
    你们没想过有这么强大的计算能力,电子器件自己不能给自己设计节省能源的方式啊。

  29. ydy_0715
    @1 year ago
    3213203

    @麻将几句话: 液氮温度太低了,运行不了的

  30. 你们全都消失的地方
    @1 year ago
    3214379

    十年前有科技杂志说计算机永远不可能在围棋方面完胜人类

  31. 我就呵呵
    @1 year ago
    3215433

    复制很多尤里就可以制造很多超能力发电机了

  32. 哈哈啊
    @1 year ago
    3217604

    然而摩尔定律颓了好多年了

  33. alpha_boy
    @1 year ago
    3244272

    @神响 新能源节省了一部分石油的用量,还有就是油价上涨遏制了一部分石油的浪费。

    另外,前苏联其实有个奇特的理论,石油不是远古生物的化石,而是地球岩浆中的某种物质冷却后产生的……所以按他们的理论,还可以继续用900年呢~~

  34. alpha_boy
    @1 year ago
    3244273

    呃,忘了说了,热机效率的提升,以及深海油田的发现提供了一些额外的石油可消费量。

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