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是内存,亦是硬盘:惠普新型计算机The Machine背后的“大杀器”

2016-11-30 18:11:28来源:1分6合技巧作者:克里责编:克里评论:

11月27日,惠普在伦敦发布会上正式揭晓了名为“The Machine”的新型计算机原型机,并宣布在制造新型计算机的征途上迈出了里程碑式的一步。

目前计算机的工作方式基本沿用了上世纪四十年代的解决方案,以处理器为中心,内存处于次要位置,计算过程需要在物理磁盘和内存之间来回交换数据。以大型服务器或超级计算机级别的角度来看,这个过程在今天形势下显得效率不高而且耗能严重。

而惠普的“The Machine”使用一种经过特殊设计的“忆阻器”,兼具内存和硬盘的优点,读写速度快如内存,而断电后也可以像硬盘一样存储数据。惠普通过这个大杀器来将数据的处理和保存集中在这个部件上完成,以此提升效率同时降低能耗。

那么这个“忆阻器”又是何方神圣?能给现有的计算机带来怎样的变革?今天1分6合技巧就和大家一起了解一下这个“大杀器”。

首先,什么是忆阻器?

忆阻器,全称是记忆电阻(Memristor),从“记忆”两字大约也可以推敲出它的功能来,它是表示磁通与电荷关系的电路器件。忆阻具有电阻的物理量属性,但和电阻不同的是,忆阻器的阻值是由流经它的电荷确定,因此,通过测定忆阻器的阻值,即可知道流经它的电荷量,从而有记忆电荷的作用。

用常见的水管来打个比方,电流是通过的水量,而电阻是可缩小或胀大的水管。当水从一个方向流过去,水管会随着水流量增大而越来越粗,这时如果把水流关掉的话,水管的粗细会维持不变;反之当水从相反方向流动时,水管就会越来越细,这样就可以通过记录水管的粗细来记忆水流量,即记住通过电阻的电流量,因此被称为忆阻器。

忆阻器的前世今生。

忆阻器概念最早由时任美国伯克莱大学教授的华裔科学家蔡少棠在1971年提出,他从逻辑和公理的观点指出,自然界应该还存在一个电路元件,它表示磁通与电荷的关系,并发表了《忆阻器:下落不明的电路元件》论文。

由于材料方面的阻碍,蔡教授对于忆阻器的研究暂时中止了。直到2008年,惠普实验室以《寻获下落不明的忆阻器》为标题,在《自然》期刊上发表论文,惠普实验室研究人员认为RRAM(阻变随机存储器)就是蔡教授所说的忆阻器,并发现TiO2(二氧化钛)就是忆阻器的可用材料。

2014年,惠普着手开始“The Machine”的研发工作,直到今日,惠普推出了“The Machine”的原型机,即忆阻器商用化的开端。

在忆阻器的加持下,“The Machine”会有多强大?

“The Machine”把原来由内存(RAM)和硬盘承担的存储任务(内存负责临时存储,硬盘负责长期存储)全部交给忆阻器。

①将数据保存与处理过程集中到忆阻器中执行,而忆阻器的存取速度可与动态随机存储器(DRAM)相匹敌,可大幅提升计算速度

②忆阻器存储密度有望比硬盘还高,同时体积更小

③数据的保存和处理不需要内存与硬盘之间来回交换,可显著提升效能,同时降低能耗。一个忆阻器的工作量,相当于一枚CPU芯片中十几个晶体管共同产生的效用。

根据惠普的仿真测试实验数据,采用忆阻器架构的计算机处理能力是现有机器的6倍,而能耗仅为后者的1.25%体积则只有10%左右

未来,忆阻器将有可能颠覆我们的生活。

当前的动态随机存储器(DRAM,即内存)所面临的最大问题是,当你关闭电源时,动态随机存储器就忘记了那里曾有过什么,所以下次打开电源,你就必须坐在那儿等到所有需要运行的东西都从硬盘装入到内存,而这个过程需要一定的等待时间。

忆阻器最简单的应用就是作为阻变随机存储器(RRAM,也可称为非易失性随机存储器),为制造即开型个人电脑和更高能效的计算机铺平了道路,未来我们的个人电脑点击开机键即瞬间启动,处理各种任务将几乎没有等待时间;智能手机在使用数周或更久时间后无需充电,也可以在外观设计方面更轻薄,同时拥有更强大的性能。

忆阻器的优势已经展现出其广泛的应用前景,这种基础元器件将从根本上颠覆现有的硅芯片产业

但是如此大的变革在短期内推行也有多种不便:计算机结构的巨变意味着所运行的软件需要重写,忆阻器目前尚无量产的能力,2018年之前基本不可能实现大批量供应。

未来,忆阻器可能将会给我们的生活带来天翻地覆的变化,1分6合技巧与网友朋友们共同期待。

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