速度增长被终止 未来处理器能耗是关键目前现有的微处理器实际上并不能够满足数据处理日益增长的需求。换句话说，当前数据量所需要的处理速度已经超过了处理器所能达到的性能。 目前现有的微处理器实际上并不能够满足数据处理日益增长的需求。换句话说，当前数据量所需要的处理速度已经超过了处理器所能达到的性能。 在目前以处理器为核心的设计方式下，数据在处理器和内存中来回穿梭，不仅耗时还将消耗大量的电能，远远超过实际处理过程中所消耗的电量。在未来亿亿次超级计算机（需要十亿个处理器核心）中若采用当前这种处理器设计方式，系统的能源消耗将是十分巨大的。 如果计算性能要得到整体提升并成功研制出下一代exaflop级超级计算机，这就需要对当前处理器架构进行改造。随着纳米技术的不断进步，这种重设计指日可待。 纽约时报作家John Markoff最近在一篇文章中探讨了这个问题，他写道：“半导体行业终究会遭遇一个瓶颈，最多不超过50年，晶体管体积持续缩小的过程就会停止。这不仅会减缓消费电子革新的速度，也终止了世界上最强大的超级计算机处理速度的指数级增长过程（每10年增长1000倍）。” Markoff表示，来自业界和学术界的研究者已将该挑战提上议程。惠普研究人员正在设计一种堆叠式芯片系统，可以使内存和处理器更加紧密的工作，大大减少了数据传送距离和能源消耗。 惠普电气工程师Parthasarathy Ranganathan解释称：“系统所基于的一种称为nanostores的内存芯片与目前的处理器截然不同。它采用一种混合立体式设计，中低层次的电路将基于一种称为忆阻器的设备，惠普通过它来存储数据。Nanostore芯片将采用多层次设计，计算电路采用常规的硅原料制造，位于内存之上并以最低的功耗来处理数据。” IBM和三星已开始合作研制变相（phase-change）内存，这种内存比目前广泛使用的闪存功耗低一半之多，同时速度却是闪存内存的500到1000倍。IBM的研究人员还在寻求一种碳纳米管技术，力争研制出一种集聚纳米电子学和微电子学进步的混合系统。
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