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智能手机迭代越来越快 摩尔定律还适用吗?(1)界面剂用法 脑残不死 圣战不休 驾驶员记分查询 麦当娜mv 齐大胜怎么死的 胎儿入盆的感觉 越野车撞断消防栓 炒作团 金堡垒雪茄 女性健康知识讲座 神奇!石墨烯扭转“角度”可变超导体

来源:xdhrrj.cn 晋州晚报
2019-12-28

  现在的智能手机更迭速度越来越快了基本上是一年可以更新好几部旗舰手机。据外媒报道早在1965年英特尔公司联合创始人戈登·摩尔(Gordon Moore)就曾提出摩尔定律预测密实集成电路板上使用的晶体管数量每隔两年就会翻一番。然而在通常情况下这个定律被推断适用于所有技术。也就是说人们普遍认为技术进步的速度应该每两年提高一倍。

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  以我们口袋里的智能手机为例这种设备可能比几年前的电脑还要强大。NASA的计算机曾帮助宇航员登上月球而现在的手机比NASA曾经使用的计算机还要强大数百万倍这简直令人难以置信。在过去的几十年里我们确实看到计算能力有了很大增长。我们可以坐在公交车上玩高品质的视频游戏或在忘记带“单反”的情况下拍摄4K视频。但我们智能手机上的硬件真的还在遵循摩尔定律吗?

  三星Galaxy S8可能不会让人觉得比Galaxy S7或Galaxy S6强大2倍。在过去几年里我们使用手机的方式并没有发生太大变化。现在使用普通智能手机你几乎可以做任何想做的事情与2年前的旗舰智能手机相比没什么区别。那么智能手机技术达到顶峰了吗?摩尔定律错了吗?下面让我们仔细看看:

  1.规格对比

  首先我们可以从智能手机的规格方面来看。与以前的智能手机相比最新智能手机规格有哪些变化?鉴于本文作者是三星手机的忠实用户为此他以三星多款旗舰手机为例并从Geekbench中添加了部分基准评分以此来证明这些规格在“真实世界”中的表现。

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  图表显示手机在渐进式改进但规格与性能提高都没有翻倍。这可能会归结于制造商专注于其他功能而不是盲目地遵守摩尔定律。智能手机不仅要比去年快得多而且结构也要更漂亮电池效率、分辨率也要更高。CPU性能并不是唯一要优先考虑的因素这也可以解释为什么我们在这些方面没有看到“翻倍”。当然还有更多的原因。

  2.有关CPU工作原理

  看看上面的表格你可以看到GHz与性能之间的关系并不密切。仅看GHz你会发现相当扭曲的画面。给予CPU的指令通常是连续的并且将会在“管道(隐喻)”中排队等待计算机执行。时钟速度可以告诉你CPU能够多快地获取并执行每个指令。而GHz是一种测量速度的方法2GHz的CPU可以执行每秒20亿次循环。然后GHz数越高CPU执行任务、运行代码的速度越快。

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  但实际情况要比这复杂得多因为CPU可以使用各种各样的技巧以便在每个周期中执行更多的指令或者更有效地执行它们。例如在当前指令完成之前CPU就开始获取下个指令并将它们的“管道”分解为多个阶段这样可以更高效地执行。同样地执行引擎可以分成两个独立的单元可以并行运行。这种“指令级并行”(ILP)意味着可以同时执行多个指令。

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  这些提高效率的技巧通常被描述为使“管道更宽、更长”这两种方法都可以增加每个周期执行指令的数量与效率。但这里也存在限制因为有些任务需要按顺序执行但这是从芯片中挤出更多性能的另一种方法。这意味着在许多情况下时钟速度较慢的CPU仍然可以保持更快的速度。它正在经历更少的革命但它正在做更多的工作。

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  在此之前我们甚至还没有提到拥有多个内核来平衡任务、提高效率、节约能源、处理热量、防止节流或使用缓存等功能这些方法都能方便地存储有用的信息。与之类似我们也忽略了GPU它能处理特定类型的任务这些任务对于绘制图形或内存储信息都非常有用。设备的整体性能是由许多较小的元素协同工作确定。CPU只是SoC的一小部分而后者也是整个设备的一小部分。

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   英国〖自然〗杂志日前连发两篇物理学重磅论文报告了麻省理工学院(MIT)科学家对非常规超导材料的行为的新见解这一发现轰动业界被称为石墨烯超导的重大进展。此类材料已让物理学家困惑达几十年之久而最新发现或有助于开发高温超导材料用来制作强大的磁体或开发低功耗电子技术。

   根据1957年的超导电性理论某些材料能够以零电阻导电。然而许多材料表现出所谓的非常规超导电性无法用该理论解释。

   此次美国麻省理工学院科学家帕博罗·加力罗-埃雷拉及其同事发现当两层石墨烯以一个“神奇角度”缠扭在一起时它们表现出非常规超导电性。也就是说研究团队在两层石墨烯中发现了新的电子态其可以简单实现绝缘体到超导体的转变而其属性与铜氧化物(其结构往往难以调整)的高温超导类似。

   这种“神奇角度”的石墨烯除了会形成超导态——来源于电子之间的强吸引作用而产生零电阻还会形成另一种电子态。在第二篇论文中该团队展示了缠扭的双层石墨烯系统会出现一种新的绝缘态——莫特绝缘体态(Mott Insulator)这种状态似乎由强大的电子间相互作用推动产生。

   两篇论文所报告的系统可以通过改变扭转角度与电场来轻易调整。这意味着该成果将提供一个全新的二维平台以供科学家们理解曾长期困扰物理学界的高温超导电性的起源问题并将打开一扇研究非常规超导体的大门同时也为全新电学性能的开拓与工程化铺平道路。(记者张梦然)

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