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經濟學人：當大腦神經學遇上半導體
Mar 12th 2014, 03:41, by 作者：經濟學人

當大腦神經學遇上半導體圖片來源：flickr.com/photos/_fabrizio_/

電腦產業建基於沙子之上；沙子裡含矽，而矽非常適合製作電晶體。不斷縮小電晶體推動著電腦產業，更小的電晶體提升了硬體效能並減少電力消耗，縮小的速率則依循摩爾定律。

1982年，1美元可以買下數千個電晶體，到了2012年，一美元可以買到2,000萬個電晶體。但專家指出，最先進的電晶體，價格可能會增至每美元1,900萬個。現代電晶體已經太小，進一步縮小變得更難、更昂貴，效果也不是那麼好。

摩爾定律短時間內不致告終，但任何指數型的趨勢都不可能永遠持續下去。工程師已有許多未來電晶體的構想，許多人想重新設計電晶體，或是改變製作電晶體的材料，除此之外，全新的運算方式也有機會成為救星。

2012年，英特爾推出了直立的鰭式電晶體，合理的下一步就是推出「繞式匣極」電晶體。目前英特爾己經在實驗室作出了這種電晶體，但大規模生產勢必相當困難。另一個選擇是改用其他的材料；不管是做成「奈米管」，還是厚度只有一個原子的薄膜「石墨烯」，碳都是許多研究者的最愛。但碳也有些重大缺點，例如，石墨烯在自然狀態下無法關閉其傳導性。

某種裝置在物理上可行，不代表在經濟上可行；高昂的成本可能會在物理之前先一步終結摩爾定律。就算此事真的發生，電腦還是可以更快；改善程式編寫可以增加軟體效能，專精化硬體也可以大幅提升速度。

未來甚至有可能出現不需要傳統電晶體的電腦。最知名的方式即為量子運算，但目前距離現實十分遙遠。以量子機制取代傳統運算非常困難，速度亦十分受限；量子運算只在少數任務比一般電腦快，其他領域並沒有優勢。


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