計算機的計算力每兩年翻番

在流言終結者欄目中，我們會提到許多在IT行業中存在已久的誤區。這里，我們的測試編輯將為你揭開其背后的真相。

常規論調

無論是臺式電腦、筆記本電腦還是智能手機，這些新推出的產品都價格高昂，然而它們卻會很快過時并被迅速淘汰。因為新產品會很快推出，而且它們的性能每兩年就會翻一番。

技術事實

1965年英特爾的聯合創始人Gordon E. Moore提出了一個半導體工業未來的發展趨勢的走向預測，而這個預測直到今天都被認為是準確的，這就是當今著名的摩爾定律。他提出在價格不變的情況下，集成電路的元器件密度每24個月就會增加一倍。在1975年，Gordon E. Moore修訂了這一預測，將其改為在價格不變的情況下，每24個月相同面積芯片中的晶體管數量會增加一倍。其原因是隨著技術的進步晶體管的體積會快速減小。盡管晶體管數量的增多確實能夠提高芯片的計算能力，但是晶體管數量翻番并不意味著芯片的計算能力翻番。事實是，晶體管數量的增多與芯片計算能力的增長幅度并不是線性增長的關系。與芯片密度相比，芯片的工作頻率與架構對芯片的計算能力影響更大。現在芯片中晶體管的頻率超過了每秒30億次，而1980年芯片的頻率僅為每秒800萬次。頻率的提高能夠對芯片的計算能力帶來直接影像，但是頻率提升是有限度的，受到發熱量等因素的影響，提升頻率已經不再是提升芯片計算能力最主要的手段。例如雖然處理器的計算能力仍舊在快速提升，但是目前英特爾頻率最高的處理器，仍舊是2005年推出的3.8GHz的Pentium IV處理器。事實上，改進芯片架構是目前提升芯片計算能力更主要的手段。例如現在的處理器更趨向采用并行處理理念，在同一個芯片下集成多個處理器核心，將計算任務分別由多個計算核心共同完成，以提高數據處理能力。

提高頻率和采用多核心架構雖然可以有效地提升芯片的計算能力，但是芯片的計算能力也與芯片晶體管密度提升的幅度也不成正比。最早的英特爾80296處理器每秒可以處理100萬條指令，也就是說1982年芯片的計算力為1MIPS，如果按照每24個月計算能力翻番的方式來計算的話，那么現在芯片的計算能力應該可以達到20 000MIPS，而現在的最新的i7-2600K處理器的計算能力僅為118MIPS，這樣的結果完全不能使用摩爾定律來印證。

晶體管數量與計算能力的關系

盡管芯片工廠可以做到令芯片晶體管密度每24個月就增加一倍，但是芯片的性能并不完全由晶體管密度決定，芯片的運行頻率和架構對芯片的計算能力影響更大。