磁微处理器浮出水面 鲲鹏工作室 冯宝坤 2000年 第13期 　　个人计算机微处理器芯片于20世纪70年代问世至今，经过了近30年漫长的发展历程，个人计算机微处理器已经从采用0.35微米制作工艺的486芯片，逐步发展到了第七代采用0.18微米技术制造的“铜矿”和K7芯片。而运算速度高达1.5GHz的高速芯片也已经自2000年开始在各种展会和测试室中露面。在这样一个技术内核突飞猛进的时代，面对一茬接一茬的新型微处理器，作为最终用户的我们难免会问：究竟未来的微处理器速度会达到多快？效率会有多高？可能很多普通用户，包括一些在此方面颇有建树的专家学者在内都无法详述，但最近英国剑桥大学的两位教授宣布了这样一个惊人的消息，他们研究出了一种比现有的处理器核心频率快约4万倍的磁微处理器，这种新型微处理器的研制成功无疑会把电脑技术推进到一个更快速、更有效的新时代。 #1 技　　术 　　众所周知，所谓的中央处理器CPU在整个电脑架构中的作用就犹如人类的大脑，是整个电脑中最重要、最核心的部分。目前我们使用的传统微处理器主要采用的是逻辑结构设计，处理器内嵌有数以千万计的晶体管。当电流通过时，里面的晶体管电路组合不断进行逻辑运算，控制电路开关，使处理器输出0或1的信号，并分别代表“真”（True）和“假”（False）的运算结果。而电脑程序员就是通过程序去控制微处理器何时输出0，何时又输出1，以此来达到用户需要的结果。微处理器在进行运算时，通过从电脑内存中取得数据，将二进制（0或1）指令解码，使之成为一连串有意义的指令，并按照这串指令的顺序来执行最终结果。依靠现有的技术手段，在一平方厘米的面积上最多能够嵌入660万个晶体管，由于内嵌晶体管众多，因此传统的微处理器在运算时耗电量相对也较多，这也给电脑的可移动性造成困难。 　　上段我们讲的是传统处理器的运转流程，而英国剑桥大学工程学系的Russell Cowburn博士和他的同事Mark Welland教授最近在实验室中研究出了一种不依靠电力来控制的晶体管。这种晶体管的运转并不依靠于电力，而是利用磁场推动，以此来使微处理器正常工作。据主创人员之一的Cowburn博士介绍，从他们目前已知的研究结果分析显示，利用这种磁场来控制的微处理器的工作效率，比目前我们所采用的传统微处理器高出约4万多倍。与传统的处理器结构和工作方式相比较，新型的磁微处理器主要有三大特点：第一个特点主要表现在新型处理器的体积架构方面。如文前所述，目前我们所使用的这种传统处理器芯片每一平方厘米面积最多只能嵌入660万个晶体管，而这种新型处理器在相同面积的容量内却可以内嵌多达55亿个晶体管，大约可以比传统的处理芯片多出近832倍。而且这还不是一个极限的算法，按照这种新技术的发展速度，在未来几年内，这种磁微处理器将很容易地达到每平方厘米嵌入2500亿个晶体管的目标。第二个特点主要表现在磁微处理器的耗电量方面。由于这种磁微处理器采用的并不是电力控制，而是更大限度地依赖于磁场，因此磁微处理器的耗电量相对传统微处理器要低得多，而这种技术方面的质的改变标志着未来使用磁微处理器的电脑可以以较少的电量来完成大量的工作。而这种技术方面的优势对于现在电脑和通讯产品趋向于体积小及强调移动性来说更为突出，因此磁微处理器是未来的笔记本电脑、PDA等移动办公设备的首选。第三个特点主要表现在磁微处理器的浮点运算方面。大家都知道，486芯片把数字协处理器集成在CPU的内核中，通过这种方式实现了386芯片所没有的浮点运算能力。而后来的经典奔腾在FPU（Float Point Unit，浮点运算单元）内增加了一个管道FADD指令，性能一下子又比486提高了两倍。P6内核芯片（高能奔腾）的FPU里有两个运算单元，浮点性能比486芯片提高近40％，而一旦磁微处理器成品完成，其浮点运算能力将会比现在最快的第七代处理器Athlon等还快200％左右。 #1 前　　景 　　由于目前这种磁微处理器尚处在实验室阶段，究竟何时能够拿出成品，现在来看还只是一个未知数。但据这种磁微处理器的研发人Welland教授称，虽然磁微处理器的技术还需要两年左右的时间才能够在商业领域正式应用，但有一点现在就可以肯定，在我们想象中的光磁电脑之前，未来两年后的全新概念的电脑毫无疑问会采用这种磁微处理器。究竟其性能如何，是否能够冲破瓶颈真正达到微处理器的速度极限，且让我们拭目以待。