后摩尔时代——计算的未来
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计算机性能每十八个月翻一番的时代已经成为历史，那么接下来呢？
1971年，世界上最快的跑车是法拉利公司的Daytona跑车，时速可达280千米。当时世界上最高的建筑物是位于纽约双子塔，高约415米。当年的12月，英特尔公司发布了第一款商用微处理器——4004，这款处理器包含了2300个微晶体管，每个的尺寸大约和一个红细胞的大小相当。
从此以后，芯片的速度以一定的指数规律开始增长，正如英特尔的合伙创始人——Gordon Moore预测的那样：得益于更小的晶体管被不断地更加紧密地集成到单硅晶片上，相同价钱下计算机的运算速度大约每两年翻一番。现如今，Intel出品的Skylake处理器，集成了大约17.5亿个晶体管，这意味着将近50万个晶体管的总大小与当年4004上面一个晶体管的体积相当，同时该处理器的性能也是当年4004的40万倍。这样指数级的增长在我们现实生活中看来是拔群出萃的：倘若汽车的时速以及摩天大楼的高度的增长速度，从1971年开始也以这样指数级的方式发展，那么现今最快的汽车可以达到十分之一的光速，最高的大楼可以高到地月距离的一半。
摩尔定律的效应在我们身边处处可见：如今全球30亿人拥有智能手机，装在他们口袋里面的每台手机的运算速度，都比在20世纪80年代占据整个屋子大小超级计算机的运行速度要快。无数的行业都被数字智能设备所颠覆。计算机充足的计算资源甚至减缓了核武器的测试——因为人们发现，在计算机上模拟核武器的爆炸过程要比策划真实的爆破容易得多。摩尔定律在某种意义上早已成为一种文化图腾：无论是在硅谷的IT从业者，还是在硅谷以外的平头百姓，他们都有一个共同的期许：科技，让生活更美好。
然而，距离摩尔定律的提出已经有50年了，摩尔定律的尽头逐渐显现。现如今，将晶体管做的更小并不能再使得芯片的处理速度更快，或者芯片更廉价。但这并不意味着计算机的发展进程戛然而止，反倒意味着计算机发展的方向正在转变。芯片仍然在变得越来越强大，但是变化的速度不比以往（根据Intel的数据，计算机性能目前大概2.5年翻一番）。同时，计算机的发展将将由其他三个方面的因素共同衡量——而不再仅仅是硬件性能的提升。
摩尔定律的终结
第一个方面便是Software。在本周，AlphaGo——一个会下围棋的程序，在与人类对弈的五局比赛的前两局中均击败了与其对战的顶尖人类选手——李世石。围棋因其巨大的复杂度，一直以来吸引了大批计算机科学家的兴趣。在围棋中，可能的局面数甚至比我们可观宇宙中的原子总数还多。而由此带来的效果，便是围棋程序不可能再仅仅依靠蛮力——由摩尔定律所提供的强大的计算力——来遍历每一种可能性从而取得胜利。AlphaGo所依赖的是一种叫做“深度学习（Deep Learning）”的技术。其工作机理大体和人的大脑类似。本周下的这两盘棋显示了：计算机的“提速”也可以依靠更好的算法和更出色的程序和软件。当然，硬件上提升速度的放慢可以让人们有更多的精力放到开发更“聪明的”软件上来。
计算机发展的另一个舞台，便是“云（Cloud）”。所谓的“云“是指通过互联网传输数据和服务的数据中心。在过去，每台电脑都是一个单独的个体，因此其进步仅仅取决于其自身CPU运算速度的提升。现如今，即便不增强计算机的硬件，计算机也可以变得更加强大：依靠着“云”上丰富的计算资源，计算机可以很快地做到遍历邮件数据或者给出旅行的最佳路径。同时，智能设备的互联也大大提高了其可用性。如今智能手机上所具有譬如GPS定位、运动传感器以及无线传输支持等功能，在人们看来和手机的运算速度同等重要。
计算机提升的第三个方面在于新的计算机构架。例如专用于特定功能的芯片，甚至使用量子力学原理来同时处理多组数据的新型处理器构架。虽然，得益于目前传统的通用微处理器芯片的迅速发展，发展新型计算机构架的需求还没有那么迫切，但是我们可以清楚地看到，芯片制造正被越来越细分到专用的领域。现如今，出现了很多专用于云计算、神经网络、计算机视觉或者其他特定领域的微处理器。这样的特制芯片，正在被越来越多地嵌入到“云”中以随时待命，等候派遣。同时，这再一次地说明了终端用户的设备的性能早已变得不再那么重要——因为繁重的计算任务是在他处被完成的。
速度不再是一切
这样的趋势在实际中意味着什么呢？摩尔定律向来都不是一个“定律”，而是一个自我实现的预言，它预言了一个在中心规划指导下的科技领域，在近些年来所取得的飞速进步。它的终结使得技术发展的速度变得无章可循，因为，自此以后，在计算机硬件性能提升的道路上，很可能会有阶梯式的跃进：例如许多新兴的技术的同时出现，可能使得计算机的硬件性能阶跃到一个新的高度。但是这样的单纯的速度提升，消费者可不买账，因为未来的大多数人很可能更多关注的是他们手里的设备的可用性以及新特性，而绝非仅仅是处理速度。因此，这样单纯的速度提升在他们看来则更像是一种发展的减缓。
对于多数公司来讲，摩尔定律的消散意味着更多地向“云计算”迁移。现如今很多公司早已不再频繁地升级他们的PC了，同时很多公司也停止搭建自己的邮件服务器，而这一切的模型都依赖于网络连接的高可用性和可靠性。同时，这也使得对于更大带宽的通信设备的需求变得迫切：在没有强壮的网路链接的前提下，数据中心中的“云”的再大提升也没有意义。
对于整个科技行业来讲，摩尔定律的失效促进了中心集约式的云计算的发展。这一计算领域现如今已经被这少数几个大公司所占据——Amazon、Google、Microsoft、Alibaba、Baidu以及Tecent。它们都在投入大量人力来提升它们的云设备的性能。同时它们也在招募那些有新点子的初创公司：Google在2014年收购了Deepmind——这一制作出AlphaGo的英国公司。
50多年间，晶体管体积不断缩减的趋势看似势不可挡，使得计算机性能日新月异，计算机价格不断下跌。随着摩尔定律渐渐褪色，逐渐退出历史舞台，这一进程也变得末由也已。但是计算机仍然会变得更强大，只不过是向着更多的方向发展，发挥着更大的作用。
本文原载于《The Economist》2016年03月10日期Leaders栏目。
原文标题为After Moore's law:The future of computing
译者：ptbsare
