半導體研究公司(SRC)以及美國國家科學基金會(NSF)最近發(fā)布了一份有關(guān)能源效率運算的最新研究報告，其中提出幾項限制運算進步的主要因素，以及探討可望克服這些障礙的新組件與基礎架構(gòu)。

在SRC與NSF共同贊助的這項研究報告中，特別著重于有關(guān)能源消耗以及當今運算技術(shù)(從晶體管到系統(tǒng)級)效率不佳等問題。根據(jù)研究人員發(fā)現(xiàn)，當今計算機芯片中的電路“作業(yè)為能源效率造成了根本上的限制，”而且目前計算機中所用的能源大部份都只用于在內(nèi)存與CPU之間移動數(shù)據(jù)。

即使提高運算性能的速度緩慢，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也正呈指數(shù)級成長。預計在2020年時將會達到每年成長44ZB的資料量——1ZB(zettabyte)相當于1兆GB。

其結(jié)果是，該報告的結(jié)論是，“建立新的運算典范至關(guān)重要。”報告中并建議配合Future Computing最近發(fā)布的Grand Challenge計劃——利用納米技術(shù)途徑創(chuàng)造出一種“新的計算機類型，它可以主動解釋與學習資料、用學到的數(shù)據(jù)解決不熟悉的問題，并以大腦的能源效率來作業(yè)。”

預計這樣的突破可能還需要十年或以上的時間才可能實現(xiàn)，而且需要多學科的基礎研究“可整合于3D系統(tǒng)的納米級組件與材料新類型，”以及新的計算機基礎架構(gòu)。NSF與 SRC在這些領域均已投入長期的研究支持。

“新的組件以及基于這些組件的新基礎架構(gòu)，可能讓運算能力遠遠超越當今的技術(shù)限制。但這將為社會帶來巨大的好處，”SRC 納米電子研究計劃執(zhí)行總監(jiān)表示。