電腦的未來發展


  電腦與天文有什麼關連呢?美國NASA利用光學及有機分子在微重力的太空中結晶,產生高純度的物質,可以提升電腦的速度及容量。

  一般的電腦通常是以電導的型態運算,現在如果利用光導的型態,將大幅提升電腦運算速度並降低溫度。左圖是Intel的i4004 CPU,目前全世界的電腦大部份就是以這樣的架構在運算,如今的CPU己經發展到一個極限,溫度降低與速度的提升己經很難有大幅度的突破,因此若利用光子作傳導,將是未來電腦型態與電腦速度的一項革命,不過不可諱言,技術的問題尚在研究,短時間內只能做到光電混合結構,要使用純光學電腦還要很長一段時間。

  光學電腦之所以比電導電腦快的原因除了光子的傳遞比電子度快之外,還有一項特色就是光有不同頻率,利用不同頻率的光線在傳導時,可以共用一條傳導裝置而不互相干擾影響,如此一來,資料的傳遞就可以更大,速度更快了,根據這樣的設計,光學電腦將可能比電導電腦快上一百倍至一千倍。

  左圖中兩種顏色雷射光在同一個平面的裝置上傳導,圖中顯示雷射光使用了反射鏡及菱鏡,卻並不會互相干擾。在如今Internet快速成長的年代,電傳導並無法傳遞夠多夠快的資料,而電導資訊的速度極限只有50Gb/每秒,將無法應付下一世紀人類的需求。

  然而光傳導物質需要高純度的聚合結晶介質,這個有機聚合物在地球上(1g)無法製造出足夠的精密度,而在太空中微重(ug)的狀態下,純度可以提高,於是3M與NASA合作在太空中研究這種製造過程,將來運用在電腦科技上,左圖上是在太空中的結晶體,可以看出排列比較規則,而左圖下是在地球上的結晶,很明顯地結晶體比較雜亂。

  因此,微重力的太空中,將可能是下一世紀人類的希望所寄,不管是在電腦上的應用或醫學上的藥品製造,將為人類帶來更佳的未來。

資料來源:

參考資料:

 

黃祈雄 1999/5/19 整理


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