未來的電腦

1946年，世界上第一臺電腦誕生了!經(jīng)過61年的飛速發(fā)展，電腦的體積越來越小、速度越來越快，功能強(qiáng)大了千百倍。在不久的將來，我們所用的電腦會是什么樣子呢?

未來的計(jì)算機(jī)技術(shù)將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發(fā)展。在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，每秒100萬億次的超級計(jì)算機(jī)將在不久的未來出現(xiàn)。超高速計(jì)算機(jī)將采用平行處理技術(shù)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)執(zhí)行多條指令或同時(shí)對多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

同時(shí)，傳統(tǒng)的磁盤存儲、光盤存儲容量繼續(xù)攀升，新的海量存儲技術(shù)趨于成熟。可以抗干擾、抗高溫、防震、防水、防腐蝕的千年存儲器正在研制中，信息的長久存儲也將成為現(xiàn)實(shí)。

自問世至今，電腦主機(jī)內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生根本性的變化，CPU、內(nèi)存、顯卡等依然固定在主板上，不能帶電拔插。未來的電腦將實(shí)現(xiàn)全部板卡模塊化。以后，硬盤、光驅(qū)、USB適配器等都將設(shè)計(jì)成一個(gè)一個(gè)的模塊，各模塊之間使用智能的連接技術(shù)，用戶需要哪一個(gè)功能時(shí)，只需要把提供該功能的模塊加到主機(jī)上，就能使用該功能，無需關(guān)機(jī)，也不用再打開機(jī)箱。而且這些模塊非常方便攜帶，并可以自由放置到任何電腦上。

以上所說的，仍然還是基于硅芯片技術(shù)的計(jì)算機(jī)。硅技術(shù)的高速發(fā)展同時(shí)也意味著其越來越近物理極限。為此，尋找硅芯片計(jì)算機(jī)替代物已成為世界各國的研究人員的新任務(wù)。以下是科學(xué)家正在探索的一些理論上的選擇方案：

光子計(jì)算機(jī)

光子計(jì)算機(jī)以光子代替電子，光的并行、高速，天然地決定了光子計(jì)算機(jī)的并行處理能力很強(qiáng)，具有超高速運(yùn)算速度。光子計(jì)算機(jī)還具有與人腦相似的容錯(cuò)性。系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯(cuò)時(shí)，并不影響最終的計(jì)算結(jié)果。

生物(ONA)計(jì)算機(jī)

脫氧核糖核酸(DNA)分子中的遺傳密碼相當(dāng)于存儲的數(shù)據(jù)，DNA分子間通過生化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)基因代碼轉(zhuǎn)變。如果能控制這一反應(yīng)過程，那么就可以制成DNA計(jì)算機(jī)。蛋白質(zhì)分子比硅晶片上的電子元件要小得多，因此生物計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)運(yùn)算，所需的時(shí)間僅為10微微秒。同時(shí)生物計(jì)算機(jī)具有驚人的存儲容量，1立方米的DNA溶液，可存儲1萬億億的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。而且生物計(jì)算機(jī)消耗的能量非常小。

納米計(jì)算機(jī)

現(xiàn)在納米技術(shù)正從MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))起步，把傳感器、電動(dòng)機(jī)和各種處理器都放在一個(gè)芯片上而構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。納米計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片體積不過數(shù)百個(gè)原子大小，相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑的千分之一。納米計(jì)算機(jī)幾乎不需要耗費(fèi)任何能源。

量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是基于量子效應(yīng)基礎(chǔ)上開發(fā)的，它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動(dòng)，從而進(jìn)行運(yùn)算。

這些新型的計(jì)算機(jī)聽起來都非常強(qiáng)大，但實(shí)際上真正實(shí)現(xiàn)起來還有很大難度。而顯示器則會有很大變化。首先，它會越來越薄，甚至被制成像紙張一樣薄、柔軟，可以卷起來。其次，它將實(shí)現(xiàn)真正的立體顯示，而并非現(xiàn)在的虛擬3D，我們看到的圖像將真真切切地從屏幕上“躍然而出”。

未來的電腦將不但可以通過書寫控制，還可以通過語言、甚至眼睛進(jìn)行控制。虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)就是計(jì)算機(jī)與用戶之間的一種更為理想化的人一機(jī)界面形式。虛擬現(xiàn)實(shí)又稱靈境技術(shù)，是以浸沒感、交互性和構(gòu)想為基本特征的計(jì)算機(jī)高級人機(jī)界面。它綜合利用了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能，使人能夠沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬境界中，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，創(chuàng)建了一種人性化的多維信息空間。

總之，未來的電腦不僅強(qiáng)調(diào)性能的大幅飛躍，更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的智能化、人性化。人類的智慧是無窮無盡的，未來的電腦將會發(fā)生天翻地覆的變革，在它們的幫助下我們的生活會更美好。

責(zé)任編輯 趙新宇