半導(dǎo)體研究公司(SRC)以及美國國家科學(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組件與基礎(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)(從晶體管到系統(tǒng)級(jí))效率不佳等問題。根據(jù)研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今計(jì)算機(jī)芯片中的電路“作業(yè)為能源效率造成了根本上的限制，”而且目前計(jì)算機(jī)中所用的能源大部份都只用于在內(nèi)存與CPU之間移動(dòng)數(shù)據(jù)。

即使提高運(yùn)算性能的速度緩慢，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也正呈指數(shù)級(jí)成長。預(yù)計(jì)在2020年時(shí)將會(huì)達(dá)到每年成長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——利用納米技術(shù)途徑創(chuàng)造出一種“新的計(jì)算機(jī)類型，它可以主動(dòng)解釋與學(xué)習(xí)資料、用學(xué)到的數(shù)據(jù)解決不熟悉的問題，并以大腦的能源效率來作業(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)的納米級(jí)組件與材料新類型，”以及新的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)。NSF與 SRC在這些領(lǐng)域均已投入長期的研究支持。

“新的組件以及基于這些組件的新基礎(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)帶來巨大的好處，”SRC 納米電子研究計(jì)劃執(zhí)行總監(jiān)表示。