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『』CPU早晚逼近物理极限，下一代计算机长什么样子

【『』CPU早晚逼近物理极限，下一代计算机长什么样子】上世纪40年代宾夕法尼亚大学研制的ENIAC ， 是世界第一台电子计算机 ， 最开始是为了解决复杂的弹道问题 。ENIAC计算机共用了18000多个电子管 ， 重达30吨 ， 它每秒钟只能计算5000次加法 ， 计算能力不如现在的一块电子手表 ， 就是这样一个庞然大物 ， 是现代计算机的始祖 。ENIAC计算机有着很明显的缺点：存储容量极小 ， 每次执行都需要人工布线 ， 造成准备时间大大超过计算时间 。
在ENIAC计算机研制的同时 ， 冯诺伊曼和莫尔小组合作研制另一种EDVAC计算机 ， 采用了存储程序方案 ， 就是把整个计算的每一步用指令表示 ， 并按执行程序编写成为程序 ， 存放在存储器中 。这样的计算机称为冯诺伊曼型计算机 ， 这种计算机具有运算器 ， 控制器 ， 存储器 ， 输入设备和输出设备5部分 ， 后来又把运算器 ， 控制器组合在一起作为中央处理器 ， 就是我们熟知的CPU 。从此CPU技术开始超高速度的发展 ， 集成度也越老越高 ， 从最初的电子管计算机时代 ， 发展到晶体管计算机时代和集成电路计算机时代 ， 到现在的超大规模集成电路计算机时代 。
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ENIAC计算机
从没有哪种技术能像计算机技术这样高速的发展 ， CPU的集成度每18个月就翻一倍 ， 为了尽可能怎加性能和降低功耗 ， 只能不断缩小每只晶体管的体积 ， 现在最先进的量产处理器是7nm ， 下一代量产芯片将是5nm 。
曾经一位因特尔的创始人根据观察 ， 提出了著名的摩尔定律 ， 大体意思是一块硅芯片里内容纳的晶体管数每隔18个月就会增加一倍 ， 性能也将增加一倍 。为了能在一块硅芯片上集成更多晶体管 ， 只能不断缩小每个晶体管的体积 ， 通过常识可以推断 ， 这种增长早晚会逼近物理极限 ， 那开发下一代计算机也变得尤为重要 。
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摩尔定律
现代物理学的两大支柱就是相对论和量子力学 ， 随着对量子力学的深入研究 ， 科学家有了惊人的 ， 反常识的发现 。为了解释量子力学的叠加效应 ， 薛定谔提出了一个著名的思想实验：“薛定谔的猫” ， 这个思想实验是指将一只猫关在装有少量反射性元素镭的密闭容器里 。镭有一半的可能性衰变释放毒气杀死这只猫 ， 有一半的可能性不衰变 。根据量子力学理论 ， 由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加 ， 猫就应处于死亡和或者的叠加状态 。
基于量子的这种神奇特性 ， 量子计算机开始研制 ， 对于经典计算机 ， 每1个比特位只能表示1种状态 ， 2个比特位只能表示2种状态 ， n个比特位也只能表示n种状态 。但对于量子计算机 ， 因为每一个比特位具有叠加态 ， 能表示2种状态 ， 2个比特位就能表示4种状态 ， n个比特位就能表示2的n次方种状态 。因此它能高速并行计算 ， 完全突破了经典计算机的限制 ， 到那时 ， 所有的加密算法都将瓦解 。量子计算机的普及 ， 将产生真正的人工智能 。
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早期量子计算机
未完待续 。。。


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