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“光脑”来了:性能比超级计算机快一万倍

2015年11月25日 作者: 暂无评论 448+ 0

随着科学技术的飞速发展,人类社会已经迈入了计算机时代,计算机和互联网已经与人们的日常工作、学习和生活息息相关。我们享受计算机带来的开放与互动的同时,也忍受着电脑处理速度慢、经常卡住甚至死机的烦恼;散热不良、定时清理电脑的烦恼;将笨重的笔记本电脑背来背去、劳累异常的烦恼。

有没有一种计算机是超常的?能够让人甩掉这些烦恼?普通人梦寐以求的设备会成为现实吗?将来的移动设备能否超越目前最快的超级计算机?“光脑”给出了答案。

何谓“光脑”?

所谓“光脑”,其实是对应于电脑而言,是光子计算机的简称。光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。不同于电子计算机对电子的控制,光子计算机的运行依靠激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备对光子的控制完成光运算。

light PC

用光线代替电线的光子计算机

性能:比超级计算机快一万倍

用光子做传递信息的载体,可以制造出性能更优异的“光脑”。它的性能优越性体现在:

1. 并行传输

由于目前电子计算机的CPU(中央处理器,相当于人的大脑)采用串行的处理方式,直接导致其工作时间实际只占了总时间的三分之一,那么它的大部分时间用来做什么了呢?

传输数据,也就是我们所说的缓存。

试想一下,本来性能就一般的家用电脑大部分时间用来休息,这不是要气死本宝宝吗?幸好,“光脑”是通过光子进行数据传播。光子彼此之间没有干扰,齐头并进。当电子排着长队一个一个的缓慢通过处理器到达缓存时,光子已经肩并肩的开着光速飞机飞驰而过了。

transfer

光子传输的并行高速性

2. 超高速运算

光子计算机并行处理能力强,因而具有更高的运算速度。

电子的传播速度是593km/s,而光子的传播速度却达3×10^5km/s。对于电子计算机来说,电子是信息的载体,它只能通过一些相互绝缘的导线来传导,即使在最佳的情况下,电子在固体中的运行速度也远远不如光速,尽管目前电子计算机运算速度不断提高,但它的能力极限还是有限的。

一旦光子计算机成功问世,将会比现在的超级计算机快1000~10000倍。

此外,电子计算机随着装配密度的不断提高,会使导体之间的电磁作用不断增强,散发的热量也在逐渐增加,从而制约运行速度。而光子计算机就没有这种烦恼。

3. 超大规模的信息存储容量

与电子计算机相比,光子计算机具有超大规模的信息存储容量。光子计算机具有极为理想的光辐射源——激光器,光子的传导是可以不需要导线的,而且即使在相交的情况下,它们之间也不会产生丝毫的相互影响。光子计算机无导线传递信息的平行通道,其密度实际上是无限的,一枚五分硬币大小的枚镜,它的信息通过能力竟是全世界现有电话电缆通道的许多倍。

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