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为什么说 CPU 是人造物的巅峰?

2020-03-17数码

扯个比较题外的东西

差分机

英国科学家巴贝奇在1819年设计出来,在1822年就做出了可动模型,他想借助精密的机械齿轮传动,蒸汽机为动力,用齿轮的排列存储数据。他和现代计算机的关系,不亚于世界上第一台连弩和电磁步枪。

为此绘制了2000张组装图个50000多张零件图。但是在巴贝奇有生之年,受制于当时的工业水平,地表最强的工业国举国之力也没有把分析机完整的制造出来。如果分析机能在当时被制造出来,凭借其运算力,现代计算机可能会提早100年出现。

但是巴贝奇此时已经意识到了差分机的巨大潜力,假以时日一定可以制造出更巨大运算更快的机器!这只是时间问题!他的理念过于超前,远远超越了他那个时代的工业水准,他甚至想像出了未来的模样。人类文明获得了堪比神赐的恐怖运算力,扶摇直上一飞冲天。他甚至想穿越到未来百年后看看世界的模样,就算是只看几分钟然后马上死去也值了。如果他能穿越到现在,你把随便一台智能手机,PC摆在他的面前,并且只需要告诉他人类如何用半导体实现了他的差分机,并且运算力是差分机的千万亿倍,然后带他逛逛现在的世界,他一定会泪如雨下,兴奋到大脑颤抖说不出话。

不知道你们不能理解巴贝奇的心情,如果放在现代人身上,大概就是,可控核聚变取得了重大技术突破,实现已经变成了可能,人类已经进入天堂模式和星辰大海的倒计时,但是你有生之年是看不到了,而且这个重大突破是你贡献的,不知道你愿不愿意用生命去换几分钟一窥未来的机会。

还有一个艺术概念叫蒸汽朋克。是人类科技发展的另一条世界线。差分机在那个时候就被成功制造出来,人类工业获得了长足的进步,用愈加复杂的物理机械结构实现运算。计算机提前100年出现,同时审美停留在了维多利亚时期,保留了华丽复杂的特点。于是我们看到了蒸气朋克那巨大的机械飞空艇,裸露在外的传动齿轮和蒸汽管道,看似原始却暗藏黑科技,能做到人类现在都做不到的各种机械。

这是沸腾于齿轮上的浪漫,是精密运算结构与机械美学的完美结合。是能让理科生原地高潮的完美设计。因为他在用最物理的,最直观的方式给你展示着运算过程。

回到正题,很多人之所以觉得CPU平平无奇,一方面是价格问题,另一方面是因为他的运算过程,对于普通人真的不够直观,你无法想象到一个指甲盖大小的金属片层层叠叠的暗藏了多少「齿轮」。上亿「齿轮」的超大规模集成电路需要怎么样的智慧才能让他们协调一致且数年数十年不出大的故障。

不需要全部CPU,只需要其中的冰山一角的一角,做成物理机械结构,放在你的面前,你就会明白这个东西有多复杂。而这样复杂的东西,在这个小小的金属片里还有上亿个。