第11章 由記憶宮殿走向微處理器構(gòu)架
眾所周知,“我的世界”本質(zhì)上是一款沙盒建造游戲,可以通過方塊的堆砌建造出精妙絕倫的建筑物、工藝品和藝術(shù)品。 林奇腦海中的“記憶宮殿”便可以理解為這種造物存在。 但是我的世界后期玩家不再滿足于在里面復刻“霍格沃茨”、“故宮”、“魔戒城堡”等瑰麗建筑后,隨著“紅石”的引入,讓整個游戲從石器時代進入電氣時代。 學霸們靠著“紅石”與“火把”實現(xiàn)了“與非門”邏輯,再跨越到超大規(guī)模集成電路模型與三維數(shù)字電路,通過規(guī)劃指令集架構(gòu)、儲存器架構(gòu)和指令發(fā)射方式等,復刻出了具備現(xiàn)代計算機雛形的精簡指令集cpu。 至于搭建整個微處理器所需要的《微機原理》、《數(shù)字電路》、《編譯原理》、《計算機圖形學》等,林奇同樣能夠從當前的藍星世界獲得,并沒有太大障礙。 一旦成功復刻出微處理器,靠著cpu的pn結(jié)便可以輕易實現(xiàn)硬件算法。 補碼加法算法實現(xiàn)“加減法”、級聯(lián)串行乘法實現(xiàn)“乘法”、再到“除法”、“正余弦算法”、“浮點運算”…… 瞬間林奇就找到了他在“記憶力”爆表之后,突破“計算力”的捷徑! 然而細想之下,林奇還是冷靜下來。 由此至終,記憶宮殿再魔幻,都是基于他腦海里的產(chǎn)物。 本身就無法突破大腦的限制! 這是人力可不可為的“天塹”所在。 林奇的“記憶宮殿”正是某種類似于計算機的“指針”工具,才讓他能夠輕易檢索到所有大腦接受過的信息! 小白鼠的大腦有13個神經(jīng)元結(jié)構(gòu),科學家僅僅為了分析這13個神經(jīng)元便消耗了足足1tb(1024gb)的數(shù)據(jù)。 而人類的大腦,重量在3斤左右,一共140億腦細胞,神經(jīng)元結(jié)構(gòu)則是1000億! 用最簡單的換算那也是7.6億tb! 林奇的記憶宮殿能夠如此牛逼,本質(zhì)上是人腦天生就如此牛逼。 而其他人缺乏了這個指針來“精確尋找”儲存對應(yīng)記憶的地址而已,變成了沉沒失去的記憶。 所以林奇設(shè)想的“微處理器構(gòu)架”再牛逼,終究也得是有對應(yīng)的土壤才能夠?qū)崿F(xiàn)。 就如同他記憶宮殿里,只有“記憶書籍”與“架子建筑”兩種單一材料,壓根湊不出芯片里最關(guān)鍵的“pn結(jié)”。 通過工藝與擴散作用,將p型半導體與n型半導體制作在同一塊半導體上,交界面形成的空間電荷區(qū)便是pn結(jié)。 它們的單向?qū)щ娦裕请娮蛹夹g(shù)的大廈之基,也是實現(xiàn)邏輯與非門的關(guān)鍵。 pn結(jié)加工成晶體管,晶體管加工成集成電路,再縮小制程便是超大規(guī)模集成電路——芯片。 瞬間有些沮喪的林奇,直接掏出手機準備檢索下相關(guān)論文。 這時才發(fā)覺白天認識的偶像明星兼法師學徒王若綾,對他發(fā)來了添加好友的申請。 林奇挑了挑眉便將其通過,出于人類窺秘心理,他掃視了眼對方的朋友圈,瞬間便雙眼睜大! 王若綾的朋友圈封面背景,是一張她參加團綜的真人照,長相極為清純甜美,堪稱國民初戀的標準模板,彎彎的笑顏睫毛下是嬌俏瓊鼻與醉人酒窩,肌膚雪白如凝脂般順滑。 哎,王同學,你早上不帶著口罩,我肯定對你友善度 10086。 人性再正直,還是心向美好的容顏,長得漂亮就是真的可以當飯吃。 林奇對王若綾的好感度瞬間爆表,好奇無比地拖動朋友圈照片,觀看者她記錄的生活點滴,只是手指瞬間僵住—— “好開心,今天終于出版了第一本科普著作!” 文字下方是一本《人類的神秘大腦,記憶力與計算力的障壁》的配圖。 居然還是一位樹立著“學霸人設(shè)”的漂亮美女! 仿佛瞌睡就有人送上枕頭,林奇也省得自己上知網(wǎng)嘔心泣血地檢索論文,當場發(fā)送一條搭訕的“信息”過去。 林奇:王同學,多喝熱水。 王若綾:? 林奇:開個玩笑。 林奇:剛剛看到你朋友圈的書籍,所以有幾個關(guān)于大腦的問題想問問你。 白天自從王若綾拿到那份魔方速擰解法后,雖然對著他還是有三分冷漠的距離,不過拿人手短,人情不用過期作廢。 瞬間王若綾主動撥打過來,語音聊天畫面亮起,林奇順勢接聽。 “這方面還是電話說比較方面,有什么問題你問吧。”王若綾甜甜糯糯的聲音傳來。 哎,自從看了照片,連帶著聲音的識別度都提高了不少,自動加分。 林奇也是笑著說道,“沒什么,其實我就是好奇人類大腦與計算機的區(qū)別?!?/br> 此時套房隔壁的王若綾已經(jīng)梳洗完畢,換上了唐老鴨睡衣,躺在被窩里練習著魔方,聽到這話,再聯(lián)想到對方的400分,心里多少有些怪怪的。 不過她還是耐心解答起來。 “你可以認為人腦本質(zhì)上也是一種強大的計算機,只是千百年來遺傳算法作用下,人類進化的方向基于生死存亡的壓力,神經(jīng)元中純粹用于數(shù)學運算的神經(jīng)元占比并不高,更多是控制身體肌rou、儲存處理感受如視覺信息,以及抑制神經(jīng)元進行降溫?!?/br> 林奇瞬間就聽懂,cpu只干計算的活,但人腦不止。 1080p的電影,每一幀也就200萬像素。 賽博朋克2077開4k分辨率一般的機子就會掉幀得不行。 純運算而言,人眼所能夠觀看與處理的像素,上限能夠達到12億像素之高,相當于全天候進行億級像素60幀以上無掉幀的運算。 就儲存而言,視覺像素便遠勝藍光電影百倍,保守按一小時1tb計算,一年便得8760tb,而前世家用機主流還只有幾tb而已。 可日以繼月地儲存下,人類依舊可以回想起數(shù)十年前曾經(jīng)經(jīng)歷過的一幕。 王若綾繼續(xù)解釋道,“基于‘電化學’系統(tǒng)的大腦的算法不長于四則運算,比起“電路”系統(tǒng)的計算機冗余繁雜很多,加上儲存位數(shù)有限,自然被動態(tài)儲存的計算機直接吊打了。” “不過大腦的結(jié)構(gòu)適合貝葉斯算法,所以人腦日常分析事物時,像憑直覺和經(jīng)驗得出的結(jié)論,這種基于貝葉斯算法的行為,便可以更快地比計算機得出結(jié)論。” 這點林奇也更有感觸,儲存位數(shù)不足,所以他得拿著實體魔方現(xiàn)擰才能繼續(xù)下一步。 “那人的大腦有實現(xiàn)計算機效果的可能么?”林奇追問道。 你不已經(jīng)計算力爆表了? 不是應(yīng)該去提高記憶力? 王若綾心內(nèi)詫異,“如果你能夠用大腦模擬重排出時鐘,總線,ram尋址,加法器,各種邏輯運算器,那你本質(zhì)上就和晶體管計算機沒有區(qū)別。” “哎,偷偷告訴你吧,所謂的法術(shù)模型,配合上西斯瑪那文字,本質(zhì)上就是將整個‘法術(shù)算法’強行銘刻進入我們的大腦深處。” “我們每一次施法,本質(zhì)上就是依靠‘記憶力’調(diào)用一次硬件算法,可一旦調(diào)用的性能不足,這才需要用‘計算力’來人工彌補算法不足?!?/br> “如果你能夠?qū)⒋竽X改造成cpu邏輯處理器,直接寫成法術(shù)模型的算法得了。” 林奇在這一刻,整個人,徹底呆愣住。 怎么中央魔法學院還沒到,感覺他這根金象腿的發(fā)展目標都一清二楚了? 理想很美好。 剩下的問題就是,這該死的pn結(jié),他得怎么實現(xiàn)? 在線求。