納米技術讓機械計算機刮起復古風潮
納米技術的出現,正在讓機械計算機重新回到人們的視野,從而改變計算機的發展進程。
計算機屬于機械產品,這是不爭的事實。但是如今隨著納米技術的發展和環保呼聲的提高,日本科學家正在嘗試回到早期機械計算機(利用機械運動原理進行數據運算的一種自動化儀器)的設計思路上去,從而在計算機領域刮起一股復古風潮。
微型機械振蕩元件(mechanical vibrator)
2008年5月初,日本NTT公司向公眾展示了一種微型機械振蕩元件(mechanical vibrator),能夠代替傳統的電子振蕩信號發生器,從而使得機械計算機再次進入主流的視線。
回顧計算機的歷史,最早的計算機就是從機械設計開始的。法國的布萊士·帕斯卡(Blaise Pascal)在1642年設計出第一臺手搖計算機,能夠進行6位數的加減運算。1823年,英國數學家查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)設計了第一臺可編程的機械計算機,而且在這臺計算機上工作的還有詩人拜倫(Lord Byron)的女兒愛達(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內森·麥沃爾德(Nathan Myhrvold),同樣基于差分運算的思想制造了大型機械計算機。
大型機械計算機
這個時期的計算機可以稱為機械計算機的宏觀時代,因為所有這個時期制造的計算機無一例外地都有著極為龐大的體積。這是因為機械設計在這個時期還無法利用現代材料科學成果,只能用宏觀運動來實現計算,這樣的設計無法實現規模化存儲,也不可能實現精密控制。
只有實現微觀尺度的機械控制,才能夠極大地減小元件體積,實現規模化的存儲和控制,并有效容錯。從電子計算機的發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。
美國威斯康星大學麥迪遜分校的羅伯特教授設計了一種新型的納米機械計算機。相關論文已經發表在《新物理學期刊》上。
羅伯特教授對媒體宣稱,這種納米技術的機械計算機有著廣泛的商業前景,這種納米機械計算機的原理是將古老的機械技術與新的納米技術結合起來,創造出納米機械晶體管,無論是電力消耗還是使用溫度都比傳統的CMOS技術降低幾個數量級。通常的硅基芯片越小,其中快速運動的電子就使芯片越熱,而機械裝置不會遭遇同樣問題。
這種機械計算機甚至引起美國軍方的興趣,因為它不像電子計算機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系統。
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