探秘超級(jí)袖珍電腦的世界

技術(shù)宅

越來越迷你的處理器

麻雀雖小，五臟俱全。IBM開發(fā)的袖珍電腦看起來非常小，但是既然稱之為電腦，它就要具備常規(guī)電腦的主要部件。我們不妨先看看普通電腦的結(jié)構(gòu)圖（圖2），再與袖珍電腦進(jìn)行比照。

一塊處理器芯片往往包含上百萬甚至上億個(gè)精巧的晶體管。IBM的這款袖珍電腦雖然體積極小，但是在它的內(nèi)部同樣包含了一塊處理器，其上集成了數(shù)十萬之多的晶體管（圖3）。

這塊不足1平方毫米的處理器，它的運(yùn)算性能卻相當(dāng)于九十年代的x86芯片，這意味著在它的上面能夠輕松運(yùn)行初代《毀滅戰(zhàn)士》（id Software于1993年10月8日在DOS系統(tǒng)下推出的一款第一人稱射擊游戲），可見這款袖珍電腦性能之強(qiáng)大（圖4）。

兼具內(nèi)存與外存功能的SRAM

除了處理器之外，電腦系統(tǒng)另一個(gè)重要組成部分就是存儲(chǔ)器。IBM的這款袖珍電腦使用的是性能高效的SRAM存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器只要保持通電，里面存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就可以一直保持。IBM采用光伏電池為SRAM存儲(chǔ)器持續(xù)供電，從而確保數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，兼?zhèn)淞顺Ｒ?guī)存儲(chǔ)和內(nèi)存的功能（圖5）。

這部袖珍電腦部署在特定的對象上后，通過集成的處理器可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，同時(shí)將運(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)在SRAM存儲(chǔ)器。另一方面，袖珍電腦還可以使用LED和光電檢測器與外界通信單元進(jìn)行通信，把處理的信息傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備中，實(shí)現(xiàn)信息的交互。

借助這款電腦強(qiáng)大的運(yùn)算能力，它甚至還可以進(jìn)行人工智能操作。比如通過人工智能+大數(shù)據(jù)，既可以對微觀世界的眾多現(xiàn)象進(jìn)行分析和學(xué)習(xí)，同時(shí)通過自主學(xué)習(xí)掌握和存儲(chǔ)更多信息（圖6）。

人小鬼大 袖珍電腦用處多

如上所述，雖然袖珍電腦的體積很小，但是運(yùn)算能力強(qiáng)大，而且成本非常低（只有10美分左右），因此我們可以將它植入到很多特定的對象中，從而實(shí)現(xiàn)很多意想不到的功能。

以現(xiàn)在網(wǎng)上橫行的假貨為例，如果想要將正品和假貨區(qū)分出來，可以在生產(chǎn)或者流通環(huán)節(jié)植入袖珍電腦，生產(chǎn)者將生產(chǎn)日期、地點(diǎn)、批號(hào)等產(chǎn)品信息保存在袖珍電腦中，最終消費(fèi)者購買產(chǎn)品時(shí)，通過特定的設(shè)備讀取就可以輕松判斷是否為正品。當(dāng)然流通者還可以通過袖珍電腦來追蹤物流等信息。

隨著科技的發(fā)展，一方面計(jì)算機(jī)往巨型化發(fā)展，比如超級(jí)計(jì)算機(jī)，通過集成龐大的處理器、顯卡等組件實(shí)現(xiàn)超級(jí)運(yùn)算能力；另一方面則朝微型化發(fā)展，比如上述IBM開發(fā)的袖珍電腦，這些微型設(shè)備可以運(yùn)用在很多細(xì)小區(qū)域。

以癌癥治療為例。密歇根大學(xué)研究員制造出一款只有0.04立方毫米的電腦（尺寸只有IBM那款的十分之一），它上面集成的感應(yīng)器有著非常高的靈敏度，會(huì)通過電路板上的電流顯示不同的LED光信號(hào)傳遞信息，從而運(yùn)用在癌癥追蹤和監(jiān)測上，為人類攻克癌癥助力（圖7）。

作為消費(fèi)者，我們期望有更多功能強(qiáng)大的袖珍電腦出現(xiàn)，為我們的生活帶來更多的幫助！