Page 177 - 信息的脉络

·第三部分·
了不错的进展。
生物计算机就是利用生物分子代替硅，实现更大规模的高度集成。传统计算
机的芯片是用半导体材料制成的，1 毫米见方的硅片上最多不能超过 25 万个。而

生物芯片上生物计算机的元件密度比人的神经密度还要高 100 万倍，传递信息的
速度也比人脑的思维速度快 100 万倍。

生物计算机的另一个显著特点就是存储量极大。单个的细菌细胞，大小只有
1 微米见方，与一个硅晶体管的尺寸差不多，但是却能成为容纳超过 1M 字节的
DNA 存储器。生物芯片快捷而准确，可以直接接受人脑的指挥，成为人脑的外延

或扩充部分，它以从人体细胞吸收营养的方式来补充能量。
生物计算机最终会促使电脑与人脑的融合。最新一代实验计算机正在模拟人

类的大脑。英国剑桥大学研究发现了“生物电路”，一些蛋白质的主要功能不是
构成生物的某些结构，而是用于传输和处理信息。人们正努力寻找神经元与硅芯

片之间的相似处，研制基于神经网络的计算机。尽管研制出来的最先进的神经网
络拥有的智力还非常有限，但大多数科学家认为，仿生计算机是未来发展之路。
国外有科学家预言，到 2020 年，运算速度更快的生物将取代硅芯片。

生物计算机能够如同人脑那样进行思维、推理，能认识文字、图形，能理解
人的语言，因而可以成为人们生活中最好的伙伴，担任各种工作，如可应用于通

信设备、卫星导航、工业控制领域，发挥它重要的作用。美国贝尔实验室生物计
算机部的物理学家们正在研制由芯片构成的人造耳朵和人造视网膜，这项技术的

成功有望使聋盲人康复。
生物电脑的成熟应用还需要一段时间，但是科学家已研制出生物电脑的主要
部件——生物芯片。美国明尼苏达州立大学已经研制成世界上第一个“分子电路”，

由“分子导线”组成的显微电路只有计算机电路的千分之一。

硅光技术

后摩尔时代，硅光技术成为降低 I/O 功耗、提升带宽的必要措施。
随着信号速率每隔 3~4 年提升一倍，电信号能够传输的距离在逐渐减小。基

于成本上的考虑人们还在尽量延续电信号传输的寿命，但由于芯片封装和工艺制
程能力不可能无限提升，I/O 速率不断提升导致的功耗增加最终会触碰到芯片封装

的功率极限。因此，硅光技术成为降低 I/O 功耗、提升带宽的必要措施。
后摩尔时代的存算一体芯片，本质是让存储和计算以相比传统计算架构紧密

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