納米技術(shù)讓機(jī)械計算機(jī)刮起復(fù)古風(fēng)潮
納米技術(shù)的出現(xiàn),正在讓機(jī)械計算機(jī)重新回到人們的視野,從而改變計算機(jī)的發(fā)展進(jìn)程。
計算機(jī)屬于機(jī)械產(chǎn)品,這是不爭的事實。但是如今隨著納米技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保呼聲的提高,日本科學(xué)家正在嘗試回到早期機(jī)械計算機(jī)(利用機(jī)械運動原理進(jìn)行數(shù)據(jù)運算的一種自動化儀器)的設(shè)計思路上去,從而在計算機(jī)領(lǐng)域刮起一股復(fù)古風(fēng)潮。
微型機(jī)械振蕩元件(mechanical vibrator)
2008年5月初,日本NTT公司向公眾展示了一種微型機(jī)械振蕩元件(mechanical vibrator),能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子振蕩信號發(fā)生器,從而使得機(jī)械計算機(jī)再次進(jìn)入主流的視線。
回顧計算機(jī)的歷史,最早的計算機(jī)就是從機(jī)械設(shè)計開始的。法國的布萊士·帕斯卡(Blaise Pascal)在1642年設(shè)計出第一臺手搖計算機(jī),能夠進(jìn)行6位數(shù)的加減運算。1823年,英國數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)設(shè)計了第一臺可編程的機(jī)械計算機(jī),而且在這臺計算機(jī)上工作的還有詩人拜倫(Lord Byron)的女兒愛達(dá)(Ada),她被稱為世界上第一個程序員。后來也有人步巴貝奇后塵,包括微軟公司的前CTO內(nèi)森·麥沃爾德(Nathan Myhrvold),同樣基于差分運算的思想制造了大型機(jī)械計算機(jī)。
大型機(jī)械計算機(jī)
這個時期的計算機(jī)可以稱為機(jī)械計算機(jī)的宏觀時代,因為所有這個時期制造的計算機(jī)無一例外地都有著極為龐大的體積。這是因為機(jī)械設(shè)計在這個時期還無法利用現(xiàn)代材料科學(xué)成果,只能用宏觀運動來實現(xiàn)計算,這樣的設(shè)計無法實現(xiàn)規(guī)模化存儲,也不可能實現(xiàn)精密控制。
只有實現(xiàn)微觀尺度的機(jī)械控制,才能夠極大地減小元件體積,實現(xiàn)規(guī)模化的存儲和控制,并有效容錯。從電子計算機(jī)的發(fā)展史可以看到類似的軌跡,晶體管的革命意義在于它將元件的狀態(tài)表示尺度從元件本身的宏觀尺度縮小到了粒子運動的微觀尺度。
美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的羅伯特教授設(shè)計了一種新型的納米機(jī)械計算機(jī)。相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表在《新物理學(xué)期刊》上。
羅伯特教授對媒體宣稱,這種納米技術(shù)的機(jī)械計算機(jī)有著廣泛的商業(yè)前景,這種納米機(jī)械計算機(jī)的原理是將古老的機(jī)械技術(shù)與新的納米技術(shù)結(jié)合起來,創(chuàng)造出納米機(jī)械晶體管,無論是電力消耗還是使用溫度都比傳統(tǒng)的CMOS技術(shù)降低幾個數(shù)量級。通常的硅基芯片越小,其中快速運動的電子就使芯片越熱,而機(jī)械裝置不會遭遇同樣問題。
這種機(jī)械計算機(jī)甚至引起美國軍方的興趣,因為它不像電子計算機(jī)那樣對電磁脈沖敏感,這樣就不會害怕敵人用電磁脈沖彈來摧毀計算機(jī)系統(tǒng)。
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