2011/10/10

類比計算捲土重來,又要改朝換代了嗎?

Source article: Analog Computing: Time for a Comeback?

微軟的科技策略副總裁 Daniel ReedBLOG@ACM 上的文章提到,類比計算Analog Computing)的浪潮可能要捲土重來了。


目前大家使用的電腦,是屬於數位計算的技術,訊號的基礎是 0與 1的組合,用「離散」的方式來描述整個世界。這樣的架構,在過去半個世紀有其優勢,因為早期電腦的運算速度不高、儲存容量不大,數位的計算方式在壓縮、加速有許多現成的技術可以使用,也就成為整個電腦技術的主流。

所謂的類比計算,指的是使用「連續變化的物理量」做為解決問題的基礎的工具,像是 nomogram 、計算尺slide rule)、日晷sundial)和星盤astrolabe)等等。這種架構的優勢,在於可以處理不確定性和連續性,而這些性質恰好是整個物理世界相當重要的部份。

Dr. Reed 在他的文章中引用交通工具引擎的發展作為比喻,目前交通工具的引擎主流是「內燃機」(combustion engine),但是在初期也同樣面臨其他像是蒸汽引擎、電動引擎等競爭對手的挑戰,最後在成本、穩定性等考量之下脫穎而出。近年來,「電動引擎」成為新的焦點,而在現實考量之下的普及產品則是混合動力車hybrid)。

Daniel Reed 預測,電腦的架構從最初的馮紐曼架構Von Neumann architecture)到現在的多核心架構multicore architecture),已經開始面臨一些電子學最基礎的瓶頸,因此未來必然會再向類比式架構靠攏,而可以預見的第一步就是出現「混合式」的架構。在這個新的架構底下,傳統的「計算穩定性」、「精確性」概念將會面臨重大的挑戰,然而這也同時揭示了全新的機會。

面對這個美麗新世界,我們有什麼準備嗎?

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