第五章 21世纪的计算机按照穆尔定律,芯片制造商大约每 18个月就会把挤在指甲壳那么大的硅片里的晶体管数量增加一倍 。 但是物理学定律认为,这种成倍增长的速度不会永远持续下去 。 最终,晶体管会变得非常小,小到晶体管的组件将只有几个分子那么大 。 在这样小的距离里,起作用的将是古怪的量子定律,电子会从一个地方跳到另外一个地方而不穿过这两个地方之间的空间 。 就像破漏的消防水管中的水,这时电子会越过原子粗细的导线和绝缘层,从而产生致命的短路 。
第五章 21世纪的计算机寻找硅替代物已成为一场运动 。 以下是科学家正在探索的一些理论上的选择方案：
＊ 光子计算机 这种计算机使用激光束替代电子 。 目前已发明了一种光学晶体管,可是光学组件仍然非常庞大而且笨拙 。
＊ DNA计算机 其原理是把绞成两股的分子当成一种生物计算机磁带使用 （ 不同的是计算机使用 0和 1编码,而 DNA使用 ATCG四第五章 21世纪的计算机个核酸编码 ） 。 这种方法在处理大批量数字方面很有希望 。 因此,大型银行和机构有朝一日也许会使用它 。 然而,DNA计算机也显得笨拙 。
因为这种计算机是由一堆装着有机液体的试管组成,不大可能在不久的将来替换便携计算机 。
＊ 分子计算机和点计算机 这两种计算机分别使用单个的分子和单个的电子代替硅晶体管 。
但是这两种方法都面临着很大第五章 21世纪的计算机的技术困难,比如原子导线和绝缘层就很难批量生产 。 目前还不存在切实可行的样机 。
＊ 量子计算机 最有望从脱颖而出的黑马是量子计算机,人们有时也称其为 "终极计算机 "。
其设计思想是把一束激光或者电波照射到一些精心排列的像陀螺一般旋转的原子核上 。 当光或者波从这些原子上反弹时,它会改变其中一些原子核的旋转方向 。
第五章 21世纪的计算机分析这些旋转发生了什么改变就能够完成复杂的计算任务 。 这些计算机机异常敏感,哪怕是最小的干扰 --比如一束从旁边经过的宇宙射线 --也会改变机器内计算原子的方向,从而导致错误的结果 。 目前,量子计算机只能利用大约 5个原子做最简单的计算 。 要想做任何有意义的工作都必须使用数百万个原子 。
第五章 21世纪的计算机未来影响电脑的１２个技术趋势
１、可存储４００Ｇ的ＡＦＣ（,抗铁磁偶合,）硬盘这项新技术是在硬盘内的磁盘上铺上薄薄的一层钌元素，ＩＢＭ将其称为,魔粉,（ｐｉｘ
ｉｅ ｄｕｓｔ）。现在的硬盘每平方英寸能储存２０Ｇ，而ＡＦＣ硬盘将能达到其５倍。目前该技术已经问世，但是在２００ 6年之前，
还无法达到４００Ｇ的容量。但问题是，现在的硬盘空间已经超过了绝大多数用户的需求。
第五章 21世纪的计算机
２、运行速度达１Ｇ的Ｐａｌｍｔｏｐ
Ｐａｌｍｔｏｐ将集ＰＩＭ（个人信息管理）、
电话、个人数字助理于一身，使用的处理器运行速度将达到２５０兆到１Ｇ。Ｐａｌｍｔｏ
ｐ采用了高速移动电话、蓝牙等无线技术。消费者能用其下载ＭＰ３、播放短的视频录像，
还能进行语音输入。２００２年上半年将出现运行速度达２５０兆到４００兆的产品。当然，
电池寿命不会太长。另外，芯片发热量也很可观。
第五章 21世纪的计算机
３、有机发光平面显示器（ＯＬＥＤ）
该产品将取代液晶显示屏（ＬＣＤ）。ＯＬＥ
Ｄ利用可发光的有机材料，所以不需要背光板或周围光源。这样它就比ＬＣＤ的成本低、耗电量小、反应速度快，而且还更薄，特别适用于便携设备。因为可以在塑料上印制ＯＬＥＤ，
所以未来的显示器将可以卷起来。该产品要应用到个人数字助理或手机上还需要两三年时间，
要用到笔记本电脑和台式机上还需要５到１０
年。该产品的颜色失真是一个问题。
第五章 21世纪的计算机
４、不知疲倦的无线网络：８０２．１１
这是一个高速无线互联协议，能在任何地方高速上网。Ｗａｙｐｏｒｔ和ＭｏｂｉｌｅＳｔ
ａｒ等公司已经在美国的一些宾馆、机场安装了８０２．１１ｂ。企业可以使用８０２．１
１ａ，上网速度可达每秒５４兆。问题是，与局域网入口距离越远，速度就越慢，而且安全性较差。８０２．１１ａ还与８０２．１１ｂ
不兼容。
第五章 21世纪的计算机
５、互联网的通用语言：ＸＭＬ
有了ＸＭＬ语言，就能从所有计算机上通过网络存取公司的数据，还将使网页搜索更准确。ＸＭＬ １．０在１９９８
年就已问世，一些产业正开发自己的专业语言。但问题是，将现有数据转换为
ＸＭＬ格式很麻烦而且成本高昂。
第五章 21世纪的计算机
６、超线程技术（Ｈｙｐｅｒ－Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）
２Ｇ奔腾４芯片可能会烧掉你的计算机，在一般运用中也有一部分芯片派不上用场。英特尔的Ｈｙｐｅｒ
－Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ技术将使芯片内的所有电路都得到使用，这能使服务器的处理能力增强３０％。如果也能得到应用软件的支持，那些经常使用台式机执行多个任务的用户也将获益。预计２００ 5年底将能在服务器上使用该技术，２００ 7年将能应用在台式机上。
问题是，虽然Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ和Ｌｉｎｕｘ都支持Ｈｙｐｅｒ－Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ，要得到各种应用软件的普遍支持，还需要很多年。
第五章 21世纪的计算机
７、向ＰＣＩ说再见：第三代输入／输出总线
ＰＣＩ和ＡＧＰ总线标准已经无法满足新式芯片传送数据的需要，所以英特尔开发了名为,Ａｒａｐａｈｏｅ,第三代输入／输出规格。目前的ＰＣＩ－Ｘ
每秒最高可传输１Ｇ，Ａｒａｐａｈｏ
ｅ比它要快１０倍，要到２００ 6年初问世。
第五章 21世纪的计算机
８、透明的计算机：使用ＴＦＴ（薄膜晶体管）
技术的计算机未来的计算机可以安在一块玻璃上，这样计算机基本就和显示器一样大了。在玻璃上安装运行速度低的集成电路早就实现了，也就是薄膜高速芯片能使玻璃熔化。最近，富士通公司找到了一个解决方案，该公司预计到２００ 7年可将微处理器和内存集成到玻璃上。
第五章 21世纪的计算机
９、数据磁铁：磁内存（ＭＲＡＭ）
该技术用磁荷取代电荷来记录数据，关掉机器后仍能保存数据。读写速度可媲美ＳＲＡＭ，容量与ＤＲＡＭ相近，几乎可无限次读写。该产品在２００４年上市。问题是价格还偏高，容量最好能超过ＤＲＡＭ。
第五章 21世纪的计算机
１０、燃料电池可以无限次使用，主要为便携设备提供电力。
笔记本电脑可以用上一整天而无需充电。德国开发了氢燃料电池，摩托罗拉和美国阿拉莫斯实验室联合开发出了只有邮票大小的甲醇燃料电池。初级产品在一到三年内就可问世，但是价格一开始会很贵，而且长时间使用会发热，
刚开始可能还需要定期更换燃料。
第五章 21世纪的计算机
１１、１０Ｇ微处理器：尖端紫外线光刻技术
（ＥＵＶＬ）
这项技术将能使芯片速度提高上百倍。英特尔公司现已用该技术研制出了０．０３微米的晶体管，并预计ＥＵＶＬ芯片上将有４亿只这种晶体管，而奔腾４只有４２００万个。新的芯片在３－５年的时间里就能上市。现在的问题是还没有什么软件需要这样强大的芯片。
第五章 21世纪的计算机
１２、串行ＡＴＡ接口串行ＡＴＡ接口的速度大大提高，可达每秒６００兆，这是并行ＡＴＡ接口的
６倍。它减少了引脚的数量，使厂商可以简化设计、降低成本。工作电压也有所降低。ＡＴＡ接口在２００２年初就已问世。缺点是要求母板上有更多电子元件。
第五章 21世纪的计算机寻找硅替代物已成为一场运动 。 以下是科学家正在探索的一些理论上的选择方案：
＊ 光子计算机 这种计算机使用激光束替代电子 。 目前已发明了一种光学晶体管,可是光学组件仍然非常庞大而且笨拙 。
＊ DNA计算机 其原理是把绞成两股的分子当成一种生物计算机磁带使用 （ 不同的是计算机使用 0和 1编码,而 DNA使用 ATCG四第五章 21世纪的计算机个核酸编码 ） 。 这种方法在处理大批量数字方面很有希望 。 因此,大型银行和机构有朝一日也许会使用它 。 然而,DNA计算机也显得笨拙 。
因为这种计算机是由一堆装着有机液体的试管组成,不大可能在不久的将来替换便携计算机 。
＊ 分子计算机和点计算机 这两种计算机分别使用单个的分子和单个的电子代替硅晶体管 。
但是这两种方法都面临着很大第五章 21世纪的计算机的技术困难,比如原子导线和绝缘层就很难批量生产 。 目前还不存在切实可行的样机 。
＊ 量子计算机 最有望从脱颖而出的黑马是量子计算机,人们有时也称其为 "终极计算机 "。
其设计思想是把一束激光或者电波照射到一些精心排列的像陀螺一般旋转的原子核上 。 当光或者波从这些原子上反弹时,它会改变其中一些原子核的旋转方向 。
第五章 21世纪的计算机分析这些旋转发生了什么改变就能够完成复杂的计算任务 。 这些计算机机异常敏感,哪怕是最小的干扰 --比如一束从旁边经过的宇宙射线 --也会改变机器内计算原子的方向,从而导致错误的结果 。 目前,量子计算机只能利用大约 5个原子做最简单的计算 。 要想做任何有意义的工作都必须使用数百万个原子 。
第五章 21世纪的计算机未来影响电脑的１２个技术趋势
１、可存储４００Ｇ的ＡＦＣ（,抗铁磁偶合,）硬盘这项新技术是在硬盘内的磁盘上铺上薄薄的一层钌元素，ＩＢＭ将其称为,魔粉,（ｐｉｘ
ｉｅ ｄｕｓｔ）。现在的硬盘每平方英寸能储存２０Ｇ，而ＡＦＣ硬盘将能达到其５倍。目前该技术已经问世，但是在２００ 6年之前，
还无法达到４００Ｇ的容量。但问题是，现在的硬盘空间已经超过了绝大多数用户的需求。
第五章 21世纪的计算机
２、运行速度达１Ｇ的Ｐａｌｍｔｏｐ
Ｐａｌｍｔｏｐ将集ＰＩＭ（个人信息管理）、
电话、个人数字助理于一身，使用的处理器运行速度将达到２５０兆到１Ｇ。Ｐａｌｍｔｏ
ｐ采用了高速移动电话、蓝牙等无线技术。消费者能用其下载ＭＰ３、播放短的视频录像，
还能进行语音输入。２００２年上半年将出现运行速度达２５０兆到４００兆的产品。当然，
电池寿命不会太长。另外，芯片发热量也很可观。
第五章 21世纪的计算机
３、有机发光平面显示器（ＯＬＥＤ）
该产品将取代液晶显示屏（ＬＣＤ）。ＯＬＥ
Ｄ利用可发光的有机材料，所以不需要背光板或周围光源。这样它就比ＬＣＤ的成本低、耗电量小、反应速度快，而且还更薄，特别适用于便携设备。因为可以在塑料上印制ＯＬＥＤ，
所以未来的显示器将可以卷起来。该产品要应用到个人数字助理或手机上还需要两三年时间，
要用到笔记本电脑和台式机上还需要５到１０
年。该产品的颜色失真是一个问题。
第五章 21世纪的计算机
４、不知疲倦的无线网络：８０２．１１
这是一个高速无线互联协议，能在任何地方高速上网。Ｗａｙｐｏｒｔ和ＭｏｂｉｌｅＳｔ
ａｒ等公司已经在美国的一些宾馆、机场安装了８０２．１１ｂ。企业可以使用８０２．１
１ａ，上网速度可达每秒５４兆。问题是，与局域网入口距离越远，速度就越慢，而且安全性较差。８０２．１１ａ还与８０２．１１ｂ
不兼容。
第五章 21世纪的计算机
５、互联网的通用语言：ＸＭＬ
有了ＸＭＬ语言，就能从所有计算机上通过网络存取公司的数据，还将使网页搜索更准确。ＸＭＬ １．０在１９９８
年就已问世，一些产业正开发自己的专业语言。但问题是，将现有数据转换为
ＸＭＬ格式很麻烦而且成本高昂。
第五章 21世纪的计算机
６、超线程技术（Ｈｙｐｅｒ－Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）
２Ｇ奔腾４芯片可能会烧掉你的计算机，在一般运用中也有一部分芯片派不上用场。英特尔的Ｈｙｐｅｒ
－Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ技术将使芯片内的所有电路都得到使用，这能使服务器的处理能力增强３０％。如果也能得到应用软件的支持，那些经常使用台式机执行多个任务的用户也将获益。预计２００ 5年底将能在服务器上使用该技术，２００ 7年将能应用在台式机上。
问题是，虽然Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ和Ｌｉｎｕｘ都支持Ｈｙｐｅｒ－Ｔｈｒｅａｄｉｎｇ，要得到各种应用软件的普遍支持，还需要很多年。
第五章 21世纪的计算机
７、向ＰＣＩ说再见：第三代输入／输出总线
ＰＣＩ和ＡＧＰ总线标准已经无法满足新式芯片传送数据的需要，所以英特尔开发了名为,Ａｒａｐａｈｏｅ,第三代输入／输出规格。目前的ＰＣＩ－Ｘ
每秒最高可传输１Ｇ，Ａｒａｐａｈｏ
ｅ比它要快１０倍，要到２００ 6年初问世。
第五章 21世纪的计算机
８、透明的计算机：使用ＴＦＴ（薄膜晶体管）
技术的计算机未来的计算机可以安在一块玻璃上，这样计算机基本就和显示器一样大了。在玻璃上安装运行速度低的集成电路早就实现了，也就是薄膜高速芯片能使玻璃熔化。最近，富士通公司找到了一个解决方案，该公司预计到２００ 7年可将微处理器和内存集成到玻璃上。
第五章 21世纪的计算机
９、数据磁铁：磁内存（ＭＲＡＭ）
该技术用磁荷取代电荷来记录数据，关掉机器后仍能保存数据。读写速度可媲美ＳＲＡＭ，容量与ＤＲＡＭ相近，几乎可无限次读写。该产品在２００４年上市。问题是价格还偏高，容量最好能超过ＤＲＡＭ。
第五章 21世纪的计算机
１０、燃料电池可以无限次使用，主要为便携设备提供电力。
笔记本电脑可以用上一整天而无需充电。德国开发了氢燃料电池，摩托罗拉和美国阿拉莫斯实验室联合开发出了只有邮票大小的甲醇燃料电池。初级产品在一到三年内就可问世，但是价格一开始会很贵，而且长时间使用会发热，
刚开始可能还需要定期更换燃料。
第五章 21世纪的计算机
１１、１０Ｇ微处理器：尖端紫外线光刻技术
（ＥＵＶＬ）
这项技术将能使芯片速度提高上百倍。英特尔公司现已用该技术研制出了０．０３微米的晶体管，并预计ＥＵＶＬ芯片上将有４亿只这种晶体管，而奔腾４只有４２００万个。新的芯片在３－５年的时间里就能上市。现在的问题是还没有什么软件需要这样强大的芯片。
第五章 21世纪的计算机
１２、串行ＡＴＡ接口串行ＡＴＡ接口的速度大大提高，可达每秒６００兆，这是并行ＡＴＡ接口的
６倍。它减少了引脚的数量，使厂商可以简化设计、降低成本。工作电压也有所降低。ＡＴＡ接口在２００２年初就已问世。缺点是要求母板上有更多电子元件。
