1946年,世界上第一臺電腦誕生了!經過61年的飛速發展,電腦的體積越來越小、速度越來越快,功能強大了千百倍。在不久的將來,我們所用的電腦會是什么樣子呢?
未來的計算機技術將向超高速、超小型、平行處理、智能化的方向發展。在摩爾定律的驅動下,每秒100萬億次的超級計算機將在不久的未來出現。超高速計算機將采用平行處理技術,使計算機系統同時執行多條指令或同時對多個數據進行處理。
同時,傳統的磁盤存儲、光盤存儲容量繼續攀升,新的海量存儲技術趨于成熟??梢钥垢蓴_、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實。
自問世至今,電腦主機內部的體系結構并沒有發生根本性的變化,CPU、內存、顯卡等依然固定在主板上,不能帶電拔插。未來的電腦將實現全部板卡模塊化。以后,硬盤、光驅、USB適配器等都將設計成一個一個的模塊,各模塊之間使用智能的連接技術,用戶需要哪一個功能時,只需要把提供該功能的模塊加到主機上,就能使用該功能,無需關機,也不用再打開機箱。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的計算機。硅技術的高速發展同時也意味著其越來越近物理極限。為此,尋找硅芯片計算機替代物已成為世界各國的研究人員的新任務。以下是科學家正在探索的一些理論上的選擇方案:
光子計算機
光子計算機以光子代替電子,光的并行、高速,天然地決定了光子計算機的并行處理能力很強,具有超高速運算速度。光子計算機還具有與人腦相似的容錯性。系統中某一元件損壞或出錯時,并不影響最終的計算結果。
生物(ONA)計算機
脫氧核糖核酸(DNA)分子中的遺傳密碼相當于存儲的數據,DNA分子間通過生化反應實現基因代碼轉變。如果能控制這一反應過程,那么就可以制成DNA計算機。蛋白質分子比硅晶片上的電子元件要小得多,因此生物計算機完成一項運算,所需的時間僅為10微微秒。同時生物計算機具有驚人的存儲容量,1立方米的DNA溶液,可存儲1萬億億的二進制數據。而且生物計算機消耗的能量非常小。
納米計算機
現在納米技術正從MEMS(微電子機械系統)起步,把傳感器、電動機和各種處理器都放在一個芯片上而構成一個系統。納米計算機內存芯片體積不過數百個原子大小,相當于人的頭發絲直徑的千分之一。納米計算機幾乎不需要耗費任何能源。
量子計算機
量子計算機是基于量子效應基礎上開發的,它利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開與關的狀態,利用激光脈沖來改變分子的狀態,使信息沿著聚合物移動,從而進行運算。
這些新型的計算機聽起來都非常強大,但實際上真正實現起來還有很大難度。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,它將實現真正的立體顯示,而并非現在的虛擬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、甚至眼睛進行控制。虛擬現實(Virtual Reality)就是計算機與用戶之間的一種更為理想化的人一機界面形式。虛擬現實又稱靈境技術,是以浸沒感、交互性和構想為基本特征的計算機高級人機界面。它綜合利用了多種計算機技術,模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,創建了一種人性化的多維信息空間。
總之,未來的電腦不僅強調性能的大幅飛躍,更強調設計的智能化、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。
責任編輯 趙新宇