1965年，时任仙童半导体公司研发主管的戈登·摩尔发表了一篇文章预测，以最优成本在芯片上集成的晶体管数量将每年翻一番。10年后，他将预测修正为大家所知的摩尔定律：每两年计算机芯片上的晶体管数量将增加一倍。

50年来，摩尔定律引发了电子和计算机界翻天覆地的革命。然而，即使是摩尔定律也要臣服于物理规律——在10年之内，这种微型化进程的速度将无法继续保持下去。对此，英特尔、IBM、惠普等芯片制造商倾注了数十亿美元的研发经费，来寻找后摩尔定律时代的解决方案。这就需要打破一系列基本假设，重新思考对于计算技术来说，到底什么才是必不可少的。

超越硅材料：石墨烯和碳纳米管

替代硅材料的首选材料是石墨烯：只有一层原子的碳薄片。在石墨烯中，电子运行的速度极快，可以达到硅元件的数百倍或者数千倍。然而，与硅不同的是，石墨烯的电子能带中缺少“带隙”，在没有带隙的情况下，要阻止电流流动，将晶体管从“开”变成“关”是很困难的，这就意味着石墨烯元件无法可靠地为数字逻辑编码。

碳纳米管或许更有希望：将石墨烯卷成空心圆筒，就可以产生一定的带隙，获得与硅类似的半导体特性。不过碳纳米管也有其缺陷，“为了使碳纳米管成为硅当之无愧的继承者，我们需要在未来两到三年内解决这个问题。”

打破内存墙：忆阻器

计算机需要“缓存”，或称静态随机存取存储器（SRAM）来存储那些需要频繁访问的指令，如果没有高速、大容量的存储器来尽可能快地存储和传输数字信息，再快的CPU也没有多大用处。

早在1971年，就有人提出了忆阻器的概念，它指的是“有记忆的电阻器”，因为这种元件的导电能力取决于之前通过它的电流量。随着存储器的改革，我们便可以推倒“内存墙”，大幅提升计算机性能，不必再依靠摩尔定律式的晶体管微型化。

超越冯·诺依曼

计算机的基本架构是由数学家冯·诺依曼在1945年确定的，这种架构适合执行线性序列中的符号指令，这就是为什么电子计算机适合自动处理那些乏味且易出错的工作。

但是，今天我们越来越需要用计算机来做一些不太适合归于线性数学指令的工作，比如在录像中识别感兴趣的对象等等。IBM公司最近推出一种新的芯片，模拟哺乳动物大脑中的神经元和突触连接，非常适合用于迅速、联想式的模式识别。

后摩尔定律时代

事实证明，与科幻作家的设想不同，我们想要的不是无所不能的“思考机器”。正在消亡的不是摩尔定律，而是摩尔定律描绘并成功开启的高效通用计算时代。

在未来，对降低单位功能成本的不懈追求将改由所谓的“异构计算”来驱动。摩尔定律将不再是一条直线或曲线，反而会更像有很多分支的生物进化树。

那么你呢？你所构想的后摩尔时代的未来，是什么样子？

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