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电脑中的cpu为什么那么难造?几张图带你看懂人类最高技术

人类因为擅长使用工具而从众多物种中脱颖而出,而在所有工具中,最值得人类骄傲的就是计算机。

从最早被发明的计算工具算盘开始,人类就在不断追求着对更复杂的计算,在1942年,最早的现代计算机雏形诞生在美国,这台计算机占地150平方米,重量为30吨。晶体管的数量高达17468个,并且还有7200个电阻和10000个电容,这些电子元器件被50万条导线连接在一起。

计算机缩小的原因是因为集成电路的发明,当时的人们虽然已经发明出了性能极强的计算机,但让人们无法接受的就是,他太大了,并且维护起来十分费力,可以想象,如此一个庞然大物,每一个电路板上的元器件都需要手动安装,每一处电路故障都需要一点一点排查,这显然不是计算机该有的样子。

于是人们开始设想,如果在一块电路板上,能把所有元器件全部缩小,并且全部用一种材料制作,那么电脑的体积自然也可以缩小。这种想法在现在看来也是很异想天开的,但人类最终还是找到了实现他的方法,沙子。

沙子的主要成分就是二氧化硅,而硅则是半导体元素中最廉价的,所以使用沙子中硅作为集成电路的主要材料可以说是取之不尽。

1958年,英特尔发明了由集成电路组成的微处理器,因为原料的成本很低,所以只要技术突破后,就可以大量生产,这样就导致了从前只有商业才能用的起的计算机流入了更多的领域,计算机从此不仅出现在在需要计算的地方,而且也能出现在不需要计算的地方,比如学校,医院,或者普通家庭当中。而计算机的功能,也从单纯的计算拓展出了更多新花样。

计算机的核心就是负责计算的集成电路,在集成电路发明之初,英特尔的创始人之一摩尔,就曾经提出过这样一个假设,集成电路上的晶体管数量,每隔18个月就会翻一倍,并且制作成本减少一半。这也就相当于告诉人们,在小型电子计算机被发明之后,人类的计算能力将每隔一年半翻一倍,整个社会将会以极高的速度发展。

在摩尔定律被提出之后,几十年的时间过去了,计算机的晶体管数量仍然在以摩尔定律所预言的速度提升,但尽管摩尔定律已经完美的运行了几十年,他仍然不是自然规律,只是一个对未来的推测,所以根据计算,摩尔定律大概只能持续到2020年,在此之后,摩尔定律将失效,计算机的运算速度将以每三年翻一倍的速度相对缓慢的提升。

在现代社会,不仅我们手机中的芯片,电子计算机中的cpu需要集成电路,交通,医疗,制造等众多领域也全部依赖于它,早在几十万年前的猿人因为发现了火从而走出了蒙昧,而今天的人类也因为发明了集成电路走进了数字时代。

在未来,更强的运算能力给社会带来的不仅是物质生活上的提升,更有可能使人类文明达到一个全新的阶段。也许计算机将和人类融为一体,也许更强运算能力将使芯片产生智慧,从而使机器人进入我们的生活。没人知道未来会发生什么,但毫无疑问的是,技术的发展不会停止,我们只能接受改变,勇敢的走进全新的世界。

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