智能時(shí)代即將來臨，人們對(duì)信息的需求，不再是簡(jiǎn)單的接收和傳遞。我們需要手中的機(jī)器具有更強(qiáng)的智能思維能力，為我們快速提供我們思想里直接想獲取的物質(zhì)或服務(wù)。



     相對(duì)于簡(jiǎn)單的信息傳送和接收，智能思維意味著設(shè)備計(jì)算能力爆炸性的提升。芯片必須在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行更多的運(yùn)算，硬件性能的提升進(jìn)度，將直接決定智能時(shí)代何時(shí)來臨。

     
     根據(jù)當(dāng)前半導(dǎo)體行業(yè)物理實(shí)現(xiàn)機(jī)理，芯片計(jì)算效率的提升，實(shí)質(zhì)上必然伴隨能量消耗的提升。而這些能量，歸根結(jié)底都要以熱的形式散失到環(huán)境中去。了解電子產(chǎn)品散熱問題的工程師都知道，高性能處理芯片的溫度問題，在傳統(tǒng)的外部散熱手段下，已經(jīng)瀕臨物理極限。很難在不變更芯片能源供給架構(gòu)的前提下，繼續(xù)提升芯片的熱量集成度。





       近年來，電子產(chǎn)品性能飛速發(fā)展，智能化趨勢(shì)明顯。有人說，“深藍(lán)”電腦戰(zhàn)勝國(guó)際象棋大師、“沃森”大白美國(guó)電視智力競(jìng)賽冠軍以及阿爾法狗在公認(rèn)的邏輯計(jì)算變數(shù)最多的圍棋項(xiàng)目上擊敗世界頂級(jí)圍棋手李世石，都充分說明人類制造出的這些“怪物”的能力在某些方面已經(jīng)超越了的它們的創(chuàng)造者。






     然而，這一結(jié)論對(duì)與機(jī)器而戰(zhàn)的人類代表并不公平。以IBM公司最聰明的計(jì)算機(jī)是沃森為例，它因?yàn)榇驍×嗣绹?guó)電視智力競(jìng)賽的兩位冠軍而聞名于世。在這一競(jìng)賽中，兩位冠軍的大腦只以20瓦的能量運(yùn)行，而沃森卻需要85000瓦。這種能效上的差異，簡(jiǎn)直天差地別。IBM公司相信，能效將取代計(jì)算能力成為下一代電腦芯片的基本原則。



      基于這一點(diǎn)，IBM創(chuàng)造性地提出了“電子血液”這一概念。在芯片中，“電子血液”將同時(shí)起到供電和冷卻處理器兩個(gè)核心作用。這一思維，比美國(guó)國(guó)防部提出的芯片級(jí)液冷還要更具革命性。IBM科學(xué)家布魯諾·米歇爾(Bruno Michel)稱：“‘電子血液’的靈感來自人類大腦，神經(jīng)元就是由血液提供能量并冷卻。我們復(fù)制人腦的這種裝配技術(shù)，希望將設(shè)備的體積壓縮數(shù)百萬倍，而將能效提高5000倍。對(duì)于一般的微芯片，實(shí)現(xiàn)芯片功能的晶體管僅占芯片體積的很小一部分體積，98%都用于冷卻。而人類大腦則不同，40%的體積用于執(zhí)行功能，50%用于相互聯(lián)絡(luò)，只有10%用于冷卻。”




     對(duì)于上述數(shù)據(jù)中提及的電子產(chǎn)品中98%的空間用于冷卻，大多數(shù)人可能并不認(rèn)同。實(shí)際上，可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的反證。試想，如果芯片的功耗足夠低，或者電子血液可以在供給能量的同時(shí)將發(fā)熱量及時(shí)、充分移出，那么某臺(tái)電腦根本就不再需要散熱器、風(fēng)扇以及笨拙的各種電源接頭。機(jī)箱中所有的空間都是可壓縮掉的。此時(shí)，芯片集成度可以做到極大，或許，一個(gè)火柴盒大小的設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)前普通電腦的所有功能。


      IBM在3月14～18日于德國(guó)漢諾威舉辦的展會(huì)“CeBIT 2016”上已經(jīng)演示了正在開發(fā)的“Electronic Blood”（電子血液）技術(shù)。液體在三維封裝的半導(dǎo)體中循環(huán)，同時(shí)進(jìn)行冷卻和供電的技術(shù)。IBM認(rèn)為，與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)相比，利用該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大幅的高密度封裝和節(jié)能。
按照最初的概念，供電是基于液體從容器流出再回到容器中的全釩液流電池（VRFB）的化學(xué)供電，而演示中，液體并不循環(huán)，而是朝著一個(gè)方向流動(dòng)。
據(jù)介紹，這項(xiàng)技術(shù)有望在2030年之前達(dá)到實(shí)用化。




     當(dāng)然，電子血液要求這類流體具備優(yōu)良的電氣性能。而且，電子血液的流道設(shè)計(jì)將成為電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的核心設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，真正強(qiáng)大的MEMS產(chǎn)品才會(huì)出現(xiàn)。如果電子產(chǎn)品的能量利用效率能達(dá)到甚至超越人類的生物利用層級(jí)的時(shí)候，或許，智能時(shí)代就真正來臨了。


     那樣的景象，實(shí)在無法想象是什么狀態(tài)。

     盼望科技快些發(fā)展，這一日，快些到來。

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