很多人都認(rèn)為摩爾定律已經(jīng)走到了盡頭，但是它卻總是能在別人認(rèn)為“山窮水盡”的時候，迎來又一次的“柳暗花明”。

惠普高級院士兼加州Palo Alto惠普實(shí)驗(yàn)室量子科研小組主任Stan Williams

“人類真正的計(jì)算時代還沒有開始?！?月5日，惠普高級院士（Senior Fellow）兼加州Palo Alto惠普實(shí)驗(yàn)室量子科研（Quantum Science Research，QSR）小組主任Stan Williams在展示其最新研究成果時，驕傲地告訴記者，而這也是他和整個QSR小組的口號?！霸谖磥?，一個小小的手機(jī)就比現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大。那時計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，以及人機(jī)交互的智能化水平，與現(xiàn)在相比至少要提高一萬倍?！?/p>

架構(gòu)設(shè)計(jì)別出心裁

據(jù)Stan介紹，根據(jù)現(xiàn)有的工藝，在單位面積上集成晶體管電路幾乎已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)有半導(dǎo)體材料的極限，如果再一味地專注于將晶體管做小，那么半導(dǎo)體材料的物理、化學(xué)性能將發(fā)生質(zhì)的變化，而摩爾定律也將不可避免地與物理學(xué)法則發(fā)生沖突，很快就會走到盡頭。因此，Stan和他的量子科研小組成員提出了一套采用納米技術(shù)的獨(dú)特方案，能夠大大延長摩爾定律的壽命。

QSR提出了一個獨(dú)特的體系構(gòu)架交叉矩陣（Crossbar Array），把原來處在同一水平面的連接線和邏輯單元在一個三維的角度來解決。具體來說，就是把連接線都去掉，把邏輯單元都“擠”在一起，再用波導(dǎo)管，也就是光來替代傳統(tǒng)的金屬連接線。這樣做的好處，是在單位面積內(nèi)的邏輯更緊密。另外，光傳遞信息不會損耗能量，而且電子也容易控制，因此功率可以減少許多。與此同時，由于邏輯單元的距離更近，計(jì)算速度也大大提高了?！皬奈⒂^的角度來說，我的愿景是在將來能夠把光子和電子有機(jī)結(jié)合，光子用來傳送信息，電子用來計(jì)算?！盨tan這樣表示。

芯片技術(shù)遙遙領(lǐng)先

Stan向記者展示了一張通過原子顯微鏡拍攝的隨機(jī)存儲器的照片?！斑@個存儲器的每一個存儲單元都比世界上最小的細(xì)菌還小，它的存儲密度是每平方厘米100GB?！盨tan告訴記者，由于每個存儲單元都很小，因此有些單元可能會出現(xiàn)故障。為了保證存儲單元的可靠性，Stan和他領(lǐng)導(dǎo)的小組采用的辦法是用一個額外的單元再加上一個數(shù)學(xué)理論技術(shù)，來支持和保證它“又密又便宜又可靠”地進(jìn)行存儲?！斑@個存儲器技術(shù)實(shí)際上很像我們所說的印刷技術(shù)，它和原來的半導(dǎo)體技術(shù)是完全不同的。半導(dǎo)體講求最小尺寸，而我們實(shí)驗(yàn)室中的最小尺寸和市場上目前的最小尺寸相比，領(lǐng)先了至少10年?！?/p>

根據(jù)美國《Small Times Magazine》在全世界范圍內(nèi)的調(diào)查，在微納米（芯片技術(shù)）領(lǐng)域，惠普公司的專利和發(fā)明最多，也被該雜志認(rèn)為是最先進(jìn)的。據(jù)Stan介紹，惠普的微納米技術(shù)已經(jīng)開始在惠普的打印機(jī)中應(yīng)用，同時還通過授權(quán)的方式，與一些生產(chǎn)廠商展開合作。盡管Stan未透露惠普對QSR小組在研發(fā)上的投入，不過他表示，在未來的3～4年時間里，通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓的資金收入，就可以讓實(shí)驗(yàn)室達(dá)到收支平衡的狀態(tài)。

“雖然惠普公司不是一家純粹意義上的芯片廠商，但是惠普公司一直致力于芯片設(shè)計(jì)。舉例來說，惠普每年設(shè)計(jì)生產(chǎn)的芯片，如果按照面積來計(jì)算的話，將是英特爾的4倍?！盨tan表示。他指出，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)里，實(shí)際上CPU只有10%的時間是真正在做工作，另外90%的時間都是在等待。如果業(yè)界有辦法把CPU閑置的時間利用起來的話，現(xiàn)有的計(jì)算能力就會得到一個巨大的提高。

鏈接:惠普實(shí)驗(yàn)室量子科研小組大事記

1999年，發(fā)明第一個電子開關(guān)式分子接口；

2000年，在MIT（麻省理工學(xué)院）技術(shù)回顧中，上述發(fā)明被評為“2000年最重要的五項(xiàng)專利技術(shù)”之一；

2002年，Stan Williams被《Scientific American》評選為“50位頂級技術(shù)領(lǐng)袖”之一;同年，該實(shí)驗(yàn)室發(fā)明世界上最高密度的電子尋址存儲器；

2005年，發(fā)明交叉點(diǎn)陣邏輯門，并提出發(fā)明電路設(shè)計(jì)編碼理論；

2006年，“交叉點(diǎn)陣邏輯門”被中國科學(xué)界評選為“2005年世界十大科技進(jìn)展”第三名。