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想让电脑更好?先让它们更糟

2016-07-27示怜云

百科新说 2016年7期
关键词:计算机

示怜云

克里希纳·帕莱姆是美国莱斯大学的计算机科学家,但他制造的计算机连加法都算不好。对于它们来说,2+2可能等于5。

但别以为它们很蠢,这种算得不太准的计算机,可能是解决智能便携设备费电问题的最佳办法。它们还能进行更加复杂的模拟,可更好地预测气候变化,帮助我们更高效地设计汽车和飞机,揭示行星形成的秘密。这种计算机可能会揭示人脑的秘密,甚至实现对人脑的模拟。

性能vs能效

直到现在,我们不得不接受性能和能效之间不可调和的矛盾:计算机要么运行得更快,要么以低功率运行,但不能两者兼得。这意味着更强大的智能手机需要更大容量的电池,还意味着超级计算机会超级费电。所以,如何让计算机以较少的电量做更多的事,是摆在研究人员面前的一个大问题。

方法之一就是减少执行代码的时间——时间用得越少,越省电。对于程序员来说,这意味着要找到更快得到预期结果的办法。举一个经典问题:旅行推销员前往多个城市做推销时如何选择最佳的路线。这个问题通常很难解决,因为随着城市数量的增加,那么可能的路途数量就会以指数形式增长。程序员通常满足于寻找一个估计会有最佳路径一半好的路线,这样既不会消耗太多的计算时间,也可得到一个不错的结果。

但使用“偷工减料”的软件只能节省部分的电量。要想真正节省电量,还得需要改变硬件的工作方式。

牺牲准确性

通常,芯片里的晶体管借助硅通道来实现从开(1)和关(0)两个状态之间的切换,如果通道被关上(0),电流就无法通过;……

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