愛伊米

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

對於普羅大眾而言,他們對電腦的需求,就只有一點,那就是“快”。或許有人會覺得,僅用一個“快”字來衡量電腦的高效能,會有些“以偏概全”的意味。但嚴格地來說,更快的執行速度,本身就是電腦所追求的核心屬性。

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

根據現有的資料顯示,人類史上的第一臺電腦誕生於美國的軍方專案,而它的出現,便是為了讓美軍能更快地計算導彈以及子彈的彈道。

如此一來,才能使軍用的導彈瞄準得更快、打得更準,甚至,還能以此來計算敵對導彈的著彈點和發射起點,由此更快地分析敵軍所在位置。從這一例子來看,電腦出現的本質,確實就是為了更“快”。

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

而當人類踏入二十一世紀後,人們對於“快”的定義,便也開始變得寬泛了許多。比如,對於電腦玩家而言,更“快”的遊戲執行速度,便是他們對電腦效能的新定義,又如對於科學家而言,更“快”的科研計算速度,就是他們對效能的新釋義等。

因此,我們便能得出一個結論,即速度的“快慢”,就是電腦效能的直觀體現。可人人都追求執行速度,那電腦的速度,又是取決於什麼呢?

回答這個問題之前,讓我們先來了解一下,電腦是如何執行的。

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

很多人會先入為主地認為,電腦擁有強大的運算能力,那它一定比人腦厲害,但事實並非完全如此。

目前時代的電腦,幾乎都是靠所謂的邏輯電路來構成運算,而這個“邏輯電路”也並不複雜,它有且僅有兩個狀態,那就是“開”和“關”。

在電腦的執行程式碼中,這兩個狀態就分別由“1”和“0”來代替,這也便是人們常說的“二進位制”。

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

簡單來說,就是操作者向電腦傳送指令時,並不能直接用通俗語言來表述,而是要將指令轉換成一串又一串的“1”“0”數字組合,比如“100001”、“11010101”等。值得一提的是,電腦在執行相關操作時,其實也就是在進行這種二進位制的運算。

由此,我們便能得知,電腦的速度快慢,完全就取決於電腦對這些“1”“0”組合的解密和運算。

舉個簡單的例子,如果有人要在電腦上玩遊戲,那他在點選遊戲圖示時,便會發送一串數字指令給電腦,電腦會花費時間,對這個指令進行解密,之後又用二進位制來運行遊戲。而其中的解密速度,和二進位制的運算速度,所體現的,就是電腦的執行速度。

不過,在這個運算過程中,有一個特別的速度,常常會被人們所遺忘,那便是電腦本身的反應速度。

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

通俗地講,就是這串程式碼傳輸電腦核心時,它會有一個延遲的時間,就好像人類在拿到一本書時,需要一定的時間,來分辨這本書是用來看的,還是用來寫的。

儘管,對於電腦而言,這個“反應時間”僅是納秒級的數字,但指令的繁多,加上多層傳輸的疊加,延遲的時間便也會呈幾何式增加,進而增大了電腦的運算時間。

然而,美國羅切斯特大學卻提出一種全新的理論,並聲稱該理論能大幅縮短了電腦的反應延遲,而這便是“光波電子學”。

在羅徹斯特大學的實驗室中,研究小組製作了連線兩個金電極的石墨烯導線,當石墨烯被同步的鐳射脈衝擊中時,材料中的電子被激發,使它們快速衝向其中一個電極,產生電流。

用通俗語言解釋,就是鐳射脈衝加快了電腦的反應速度,讓電腦的延遲時間減少,能夠更快地投入到程式碼的處理工作中去。

人人都在追求電腦執行速度,但速度會有極限嗎,又會有多快?

按照該團隊的測定,在鐳射脈衝的幫助下,電腦的反應延遲,已經從曾經的納秒時間,降低到以飛秒為單位,這意味著,在鐳射的影響下,電腦的反應速度快了近一百萬倍,這一變革足以令人大受震撼。

不過,該專案的首席研究員託拜厄斯·布拉基,在採訪中還是直言道:

“這項技術要應用於計算機晶片可能還需要很長一段時間,但至少我們現在知道,光波電子技術在實際應用中是可行的。”

從這段話中,我們能夠感覺到,現有的鐳射技術,可能都仍無法穩定地支撐這種飛速運算。

當然,這句話如果從另一個層面理解,那就是說,只要鐳射技術能夠突破,那電腦的執行速度就能完成飛躍。

這時,可能有人就會問:那我國是否有致力於鐳射研究的企業,或者研究機構呢?

這個問題的答案是肯定,我國確實有一家,領先全球的工業鐳射加工及自動化整體解決方案服務商——大族鐳射。

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大族鐳射成立於1996年的深圳,大族鐳射堅持基礎器件技術領先,行業裝備深耕應用, 在科研團隊數十年的努力下,旗下的鐳射裝置及自動化產品型號達600多種,是國內鐳射裝置最齊全、細分行業經驗最豐富的公司。

如此強大的鐳射研發實力,讓我們有理由相信:中國鐳射大族造,大族鐳射人民傲。