1965年，英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出了摩爾定律，準(zhǔn)確預(yù)言了隨后40余年的半導(dǎo)體芯片發(fā)展趨勢(shì)。不過(guò)，半導(dǎo)體芯片的尺寸已經(jīng)越來(lái)越接近納米級(jí)，制造工藝水平正在接近物理極限，摩爾定律即將失效。下一步CPU（中央處理器）的發(fā)展方向在哪里？
物理材料的性能當(dāng)然存在一個(gè)客觀極限，但是人類的創(chuàng)造力應(yīng)該不會(huì)有終點(diǎn)。
自集成電路產(chǎn)生以來(lái)，CPU在物理形態(tài)、設(shè)計(jì)制造和具體任務(wù)執(zhí)行等方面都取得了飛躍，但是其基本操作原理一直沒(méi)有改變，仍然遵循馮·諾依曼體系的設(shè)計(jì)思想。計(jì)算機(jī)必須有這樣一個(gè)運(yùn)算核心和控制核心嗎？馮·諾依曼結(jié)構(gòu)能不能被打破？
我們看到，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)不再是孤立的個(gè)體，而是成為一個(gè)交互的系統(tǒng)�；ヂ�(lián)網(wǎng)導(dǎo)致了“無(wú)中心”，云計(jì)算催生了“無(wú)存儲(chǔ)”。那么，我認(rèn)為，CPU的發(fā)展方向很可能是“無(wú)CPU”：打破以CPU為中心的設(shè)計(jì)思想，讓計(jì)算外置化。
中國(guó)工程院院士、微電子技術(shù)專家許居衍認(rèn)為“沒(méi)有CPU 是一種可能”，但“即使是‘打破馮·諾依曼模式’的‘非’馮·諾依曼模式，只要有計(jì)算，我想一定得有‘計(jì)算引擎’，只是形式發(fā)生變化而已”。
王吉緋
是的，計(jì)算機(jī)必須有計(jì)算，有計(jì)算必然有計(jì)算引擎。正如有速度器（飛機(jī)、汽車(chē)、輪船）就必須有動(dòng)力引擎一樣。這是不是意味著必須回到原點(diǎn)？我重新開(kāi)始思考。
人類創(chuàng)造的工具，都是人體器官功能的延長(zhǎng)。機(jī)械設(shè)備是軀體的延長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)則是人腦的延長(zhǎng)。有計(jì)算必然有計(jì)算引擎，也正如有思想必須有大腦，有大腦必須有神經(jīng)元。
我突然意識(shí)到，大腦的結(jié)構(gòu)不就是網(wǎng)狀、多元、無(wú)中心的嗎？有數(shù)據(jù)顯示，人腦的神經(jīng)元數(shù)約達(dá)1011。神經(jīng)元與神經(jīng)元之間以電的和化學(xué)的方式相互傳遞信息。每一個(gè)神經(jīng)元通常擁有幾百個(gè)以至幾千個(gè)突觸聯(lián)結(jié)，人腦的全部突觸數(shù)約達(dá)1015之多。整個(gè)腦通過(guò)這種聯(lián)結(jié)而組成的一個(gè)巨大的自調(diào)控、自組織、自學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
從理論上說(shuō)，腦組織也不需要固定在顱骨中。完全可能存在這樣的醫(yī)學(xué)技術(shù)手段，將活性的腦組織儲(chǔ)存在某個(gè)保育箱中，遙控指揮他的身體（也就是化身）在外界活動(dòng)�？苹秒娪啊栋⒎策_(dá)》和《終極代理人》都表現(xiàn)了這種生命形態(tài)。
既然人腦的外置化都是可能的，那么CPU的外置化相對(duì)而言應(yīng)該更簡(jiǎn)單，操作性更強(qiáng)。
人腦當(dāng)然存在局限，而這局限并不完全是計(jì)算和存儲(chǔ)能力的不足，更主要的問(wèn)題是人腦與人腦之間的通信，只能借助于其他器官進(jìn)行。表現(xiàn)模式為：人腦反映——話語(yǔ)或行動(dòng)信號(hào)——人腦再反映。這樣一來(lái)，信息經(jīng)過(guò)了中間兩道轉(zhuǎn)換程序的過(guò)濾，出現(xiàn)損失和變異在所難免。更可怕的是，即便沒(méi)有損失和變異，傳遞出的信息也真?zhèn)坞y辨。于是有哲人說(shuō)，人與人之間溝通不徹底是諸多悲劇的根源。
計(jì)算機(jī)之間的溝通方式，是一串串的代碼，不確定性幾乎為零，不存在人類溝通中對(duì)語(yǔ)言、文字的表達(dá)和理解問(wèn)題。但是每臺(tái)計(jì)算機(jī)卻必須有輸入、輸出的功能和設(shè)備。輸入設(shè)備如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、手寫(xiě)板等，輸出設(shè)備如顯示屏、揚(yáng)聲器等。這些設(shè)備都是為人體器官準(zhǔn)備的，顯示屏是給眼球看的，揚(yáng)聲器是給耳朵聽(tīng)的。這些聲光信號(hào)與計(jì)算機(jī)之間溝通傳遞的信息流完全不同。
科學(xué)家已經(jīng)將老鼠的腦細(xì)胞與芯片聯(lián)接起來(lái)。實(shí)現(xiàn)了電子信號(hào)與生物信號(hào)的聯(lián)結(jié)。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，計(jì)算機(jī)的輸入與輸出，可能直接與人腦相聯(lián)結(jié)，擺脫其他人體器官的翻譯過(guò)程。也就是說(shuō)，有輸出不一定有輸出設(shè)備。
在“無(wú)中心”和“無(wú)存儲(chǔ)”的基礎(chǔ)上，現(xiàn)在 “無(wú)CPU”且“無(wú)輸入輸出設(shè)備”了，那么傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)組成部分還剩下什么？什么都沒(méi)有了，計(jì)算機(jī)沒(méi)有了。或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，計(jì)算機(jī)終端沒(méi)有了。
對(duì)有和無(wú)的探討，讓我越過(guò)生物學(xué)領(lǐng)域，進(jìn)入佛學(xué)色與空的領(lǐng)域。
首先，色是事物的表象，空是事物的本質(zhì)。如果執(zhí)著于色，就會(huì)困惑。任何具體存在的客觀實(shí)物都是因緣和合而生的，必然是有限的。摩爾定律就是如此，而其他類似“更快、更小”的追求也將如此。
其次，空不是簡(jiǎn)單的沒(méi)有，而是依托于“有”的“自性空”。所以空并不是色的對(duì)立物。（色是一切存在的實(shí)物，那么其對(duì)立面就是“龜毛兔角”那種不存在的無(wú)意義的東西。）只有認(rèn)識(shí)到“空”才會(huì)明白“色”的本質(zhì)，進(jìn)入更高的智慧的境界，不被表象所迷惑。
既然看到銀幕上殺人放火的電影不必當(dāng)真，那么看到“無(wú)CPU、無(wú)輸入輸出設(shè)備、無(wú)存儲(chǔ)、無(wú)中心”的“無(wú)終端”也不用大驚小怪。因?yàn)?ldquo;無(wú)終端”只是表象，更高級(jí)的“計(jì)算機(jī)”才是本質(zhì)。
需要指出的是，這并不是簡(jiǎn)單回歸到原先那種“超級(jí)中央處理的計(jì)算機(jī)+多個(gè)應(yīng)用終端輸入輸出”的模式，而是說(shuō)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系自成一體，如同人類的腦組織一樣，自調(diào)控、自組織、自學(xué)習(xí)。每個(gè)終端都不是全部，損失任何一個(gè)“終端”都將暫時(shí)影響整體系統(tǒng)的性能，但是系統(tǒng)又有能力通過(guò)自我改進(jìn)加以彌補(bǔ)。
假如有某一個(gè)“終端”是好事者，他可能給自己多加兩條內(nèi)存，單獨(dú)安裝一個(gè)稍低級(jí)的CPU，然后號(hào)稱自己比其他“終端”信息處理能力強(qiáng)。這種高級(jí)的“貴族終端”可能存在嗎？
這就涉及到經(jīng)濟(jì)學(xué)理論中的“信息不對(duì)稱”問(wèn)題。主流經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)人的信息是不對(duì)稱的，有的多有的少，有的信息處理能力強(qiáng)有的信息處理能力弱。問(wèn)題是永遠(yuǎn)如此嗎？
我定義的信息處理能力為信息量與信息處理速度的乘積（設(shè)為E=IV）。那么從表面上看，如果其他條件不變，“終端”甲多了CPU芯片和內(nèi)存等，信息處理能力確實(shí)比沒(méi)有這些硬件的“終端”乙要好，即E1＜E2。
就信息數(shù)量來(lái)說(shuō)，必須假定可知信息量等于應(yīng)知信息量。每一個(gè)經(jīng)濟(jì)人都自己掌握一部分信息（已知信息數(shù)量I0），另外還有一些信息應(yīng)該知道但不知道。雖然現(xiàn)在不知道，但是這些信息都可以被了解。因此信息總量雖然很大，卻是常數(shù)。
就信息處理速度來(lái)說(shuō)，已知信息處理速度和未知信息處理速度是不一樣的。所以有E = I0V0 +（I-I0）V1。
在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，未知信息很多且處理速度極慢，已知信息量很少但處理速度極快。所以未知信息的處理可以忽略（即E = I0V0）。我們要“讀萬(wàn)卷書(shū)、行萬(wàn)里路”去增加人生閱歷，其實(shí)也就是積累已知信息量。老人家常常講“我吃的鹽比你吃的飯粒還多，我過(guò)的橋比你走的路還多”，就是在強(qiáng)調(diào)已知信息量的重要。
如果世界一直是這樣子，信息不對(duì)稱將是永遠(yuǎn)無(wú)法打破的天條，先行者將永遠(yuǎn)是領(lǐng)跑者。幸運(yùn)的是，世界已經(jīng)在變化了，而且是天翻地覆的變化，在未知信息處理速度方面。
有個(gè)著名的廣告說(shuō)，“你還在貨比三家嗎？我貨比三萬(wàn)家！”只要鼠標(biāo)一點(diǎn)，你就可以知道大多數(shù)曾經(jīng)不知道但需要知道的信息了。這意味著，未知信息的處理能力就變得越來(lái)越快了，也越來(lái)越重要了。
可以想象，終有一天，未知信息處理速度可以達(dá)到一個(gè)非常大的數(shù)值。那么對(duì)已知信息的處理就顯得相對(duì)微不足道，完全可以忽略不記，即E = IV1。
這種情況就如同大象和螞蟻，本來(lái)體形和體重都相差懸殊，但是如果給他們捆綁上一個(gè)行星，螞蟻和大象本身的差異就可以被忽略了。這個(gè)行星，就相當(dāng)于一個(gè)外在的、共享的超級(jí)信息處理器。
當(dāng)信息處理速度趨近于信息處理速度常數(shù)時(shí)，參與同一經(jīng)濟(jì)事件的每一個(gè)經(jīng)濟(jì)人，信息處理能力均等于信息處理能力常數(shù)。如果每一個(gè)參與同一經(jīng)濟(jì)事件的經(jīng)濟(jì)人都可以掌握完全應(yīng)知的信息量，完全信息就宣告成立。
人腦與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)接以及這個(gè)超級(jí)網(wǎng)絡(luò)，將為人類構(gòu)建一個(gè)龐大無(wú)比的高速高存高運(yùn)算能力的信息球，這球?qū)⑹沟萌伺c人之間的絕對(duì)信息不對(duì)稱變成相對(duì)的對(duì)稱。
人類對(duì)自然和社會(huì)的科學(xué)研究以及相伴而生的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、市場(chǎng)交換等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，都有一個(gè)終極的目標(biāo)。這個(gè)終極目標(biāo)表現(xiàn)為兩個(gè)方面：
一方面，使每一個(gè)人能夠克服生理上的局限，更安全、更舒適，從而有更多的時(shí)間去享受思想和情感。也就是說(shuō)，讓每一個(gè)微觀個(gè)體更自由。
另一方面，個(gè)體組成的整體，在集合了個(gè)體發(fā)展優(yōu)勢(shì)和成果的同時(shí)，讓個(gè)體之間有更好的溝通、協(xié)作和交流——讓微觀個(gè)體之間更平等。
工業(yè)社會(huì)所作的上百年努力，主要成果體現(xiàn)在第一方面。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息社會(huì)，無(wú)論現(xiàn)在還是未來(lái)的發(fā)展，任務(wù)都是完成第二個(gè)方面。即，通過(guò)微觀個(gè)體之間的信息對(duì)稱而達(dá)到更平等。
信息對(duì)稱了，人與人之間（或者說(shuō)人腦之間）的經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)意義上的差別就消失了。當(dāng)然個(gè)體差別還存在，那是由興趣偏好等個(gè)性所決定的。當(dāng)人腦與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)，生物信號(hào)與電子信號(hào)相融合，人與人之間的生物學(xué)意義上的差別也被顛覆了，這對(duì)人類倫理學(xué)的沖擊，將比克隆技術(shù)有過(guò)之無(wú)不及，法律、道德甚至人類社會(huì)結(jié)構(gòu)都將產(chǎn)生巨變。不過(guò)那是另外一個(gè)話題了。
（作者系北京大學(xué)企業(yè)文化研究所研究員，中國(guó)人民大學(xué)商學(xué)院教授）
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本文標(biāo)題：人大王吉緋：跨學(xué)科探討CPU發(fā)展方向
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