半導(dǎo)體研究公司(SRC)以及美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)最近發(fā)布了一份有關(guān)能源效率運(yùn)算的最新研究報(bào)告，其中提出幾項(xiàng)限制運(yùn)算進(jìn)步的主要因素，以及探討可望克服這些障礙的新元件與基礎(chǔ)架構(gòu)。

　　在SRC與NSF共同贊助的這項(xiàng)研究報(bào)告中，特別著重于有關(guān)能源消耗以及當(dāng)今運(yùn)算技術(shù)(從電晶體到系統(tǒng)級(jí))效率不佳等問(wèn)題。根據(jù)研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今電腦晶片中的電路“作業(yè)為能源效率造成了根本上的限制，”而且目前電腦中所用的能源大部份都只用于在記憶體與CPU之間移動(dòng)資料。

　　即使提高運(yùn)算性能的速度緩慢，所產(chǎn)生的資料量也正呈指數(shù)級(jí)成長(zhǎng)。預(yù)計(jì)在2020年時(shí)將會(huì)達(dá)到每年成長(zhǎng)44ZB的資料量——1ZB(zettabyte)相當(dāng)于1兆GB。

　　其結(jié)果是，該報(bào)告的結(jié)論是，“建立新的運(yùn)算典范至關(guān)重要。”報(bào)告中并建議配合Future Computing最近發(fā)布的Grand Challenge計(jì)劃——利用奈米技術(shù)途徑創(chuàng)造出一種“新的電腦類型，它可以主動(dòng)解釋與學(xué)習(xí)資料、用學(xué)到的資料解決不熟悉的問(wèn)題，并以大腦的能源效率來(lái)作業(yè)。”

　　預(yù)計(jì)這樣的突破可能還需要十年或以上的時(shí)間才可能實(shí)現(xiàn)，而且需要多學(xué)科的基礎(chǔ)研究“可整合于3D系統(tǒng)的奈米級(jí)元件與材料新類型，”以及新的電腦基礎(chǔ)架構(gòu)。NSF與 SRC在這些領(lǐng)域均已投入長(zhǎng)期的研究支持。

　　“新的元件以及基于這些元件的新基礎(chǔ)架構(gòu)，可能讓運(yùn)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越當(dāng)今的技術(shù)限制。但這將為社會(huì)帶來(lái)巨大的好處，”SRC 奈米電子研究計(jì)劃執(zhí)行總監(jiān)表示。