摩尔定律不再左右计算的未来

　　1971年，世界行驶最快的汽车是法拉利代托纳，时速280公里（174英里）；世界最高的建筑是纽约双子塔，高度415米（1362英尺）；同年11月，英特尔公司开发出首款商用微处理器芯片4004，它包含2300个晶体管，每个晶体管大小相当于一个红细胞。
　　从那时起，芯片进步与英特尔公司联合创始人戈登摩尔的预测相一致。根据他的经验法则摩尔定律，随着硅晶片上的晶体管不断变小，排列越来越紧凑，芯片处理能力约每两年提高一倍，以增强性能和降低成本。现代英特尔Skylake处理器包含约17。5亿个晶体管，4004芯片的一个晶体管就可容纳其中50万个晶体管，这些晶体管共同的运算能力相当于4004芯片的40万倍。这种迅猛发展很难联系到物理世界，假如汽车和摩天大厦从1971年开始以这个速度发展，那么当今最快的汽车时速可达光速的20，最高建筑可达地球与月球之间一半距离。
　　摩尔定律的影响力随处可见，如今30亿人怀揣智能手机：每部手机的运算能力超过了上世纪80年代房屋大小的超级计算机。无数产业遭到了数字化颠覆，强大的运算能力甚至减缓了核试验，因为原子武器利用模拟爆炸比真实爆炸来的更加容易。摩尔定律成为了一种文化象征：硅谷业内外人士希望科技每年都出现进步。
　　但50年后的今天，摩尔定律正在走向终结。让晶体管变小已无法保证降低成本和提高运算速度，这并不意味着计算的进步将突然陷入停滞，但进步的本质正在发生改变。芯片仍将进步，但步伐会放缓（据英特尔公司透露，目前的运算能力每2年半才能提高一倍）。计算的未来将取决于其他三个领域的进步，已不再局限于原始的硬件性能。
　　不用再相信摩尔？
　　首先是软件领域，近日在首尔举行的5场围棋比赛中，阿尔法狗程序在前两场击败了人类最优秀的棋手之一李世石。围棋因复杂性而引起计算机科学家的浓厚兴趣：可出现的棋局数量比宇宙粒子的数量还多。因此，围棋系统不能单靠摩尔定律提供的暴力计算来占据优势。阿尔法狗靠的是深度学习技术，部分根据人脑工作原理进行建造。阿尔法狗的胜利表明新算法可极大提高程序性能。事实上，硬件进步的放缓将强烈刺激人类开发更智能的软件。
　　第二个进步领域是云，这种数据中心网络通过互联网为人们提供服务。如果计算机单独工作，无论是大型主机还是桌面电脑，性能主要依靠处理芯片的速度。如今无须更改硬件就能使计算机变得更加强大，依托庞大灵活的云端计算资源来搜索电子邮件或计算最佳行驶路线等。互联能力进一步强化计算机的性能：当今智能手机具有的卫星定位、动作传感器、无线支付等功能与处理器速度同等重要。
　　第三个改进领域是新的运算架构：比如为特定职业优化的专业芯片，甚至奇妙技术利用不可思议的量子力学来同时运算多组数据集。当普通微处理器发展迅猛时，追求这些方法的需求就会减少，但现在设计出的芯片专门用于云计算、大脑神经元网络处理、计算机视觉及其他任务。这种专业硬件将被嵌入云端，根据需要进行使用，这再次表明用户终端设备的原始性能不如过去重要了，因为繁重任务可以在其他地方完成。
　　速度不等于一切
　　这在实际当中意味着什么？摩尔定律根本不是物理规律，而是自我应验的预言：这是科技领域通过中央规划取得的胜利，让整个行业相互协同和一致行动。摩尔定律的终结将使科技进步的速度更难以预测；随着增强性能的新技术断续问世，前方道路可能会遭遇坎坷。鉴于多数人以功能和性能的可用性而非处理速度来评价自己的运算设备，所以消费者可能感觉科技进步有所放缓。
　　对于企业来说，向云计算的转变将掩盖摩尔定律的终结。企业现在升级计算机不再那么频繁，已经停用自家的电子邮件服务器。但该模式需依靠快捷可靠的互联性，这将提高企业对改善宽带基础设施的需求：随着运算的进步越来越发生在云端供应商的数据中心，互联性不佳将使企业的盈利减少
　　对于科技产业自身来说，摩尔定律的衰落强化了中央云计算的思路，目前由少数几家大型企业所主导：亚马逊、谷歌、微软、阿里巴巴、百度、腾讯。这些公司正在着力改善云端基础设施的性能，同时也在招揽那些兜售新招数的创业公司：谷歌收购了Deepmind公司，这家英国公司于2014年制造了阿尔法狗。
　　五十年来，晶体管的缩小趋势看起来势不可挡，使计算机的价位不断降低，性能不断提高。随着摩尔定律的衰落，计算机进步将会放缓。但计算机和其他设备将继续变得更加强大，只不过进步方式不同以往，且更加多样化。