第十一章 男孩和他的计算机
期带头搞微型化的时候,另一家初出茅庐的公司:基地设在明尼苏达州的克雷研制公司,却朝相反的方向进军。该公司隐居的创始人西摩·克雷,开始制造世界上最快的计算机,其方法是把芯片结合起来,制成一庞大超功率的处理机。在克雷第一台超级计算机里的处理机,克雷Ⅰ号,形状像个巨大的字母C,高六英尺,最宽处的直径为九英尺。该机比当时任何一个计算机快5至10倍。如果不是足智多谋的克雷想到用氟里昂管蜿蜒地通过,它发出的热量准会烧穿地板;老式冰箱的工艺,使他终于获得成功。
克雷研制公司已经制造了现有的180个超级计算机的三分之二。克雷Ⅱ型计算机有4个处理机,采用了极有限的一些并行性元件,它是目前世界上最快的计算机,它比原来的克雷计算机快6至12倍。虽然这些计算机明显地比微处理机更快,但它们不成比例地昂贵。克雷Ⅱ型计算机比一个简单的微处理机快5,000倍,但其价格高达2,000万美元,比微处理机贵几十万倍。这个难以接受的经济事实,是政府、大学和许多公司追求并行处理的一个主要原因,尽管其技术还没有达到希利斯相信它能达到的人工智能的水平。
并行处理的利害关系很大。工业部门及政府部门想当然地认为,年年都会有功率越来越强的计算机制造出来。在过去40年中,单一处理计算机的运算速度提高了1,000倍,这主要是通过缩小基本的电子元件,并提高集成度而实现的。然而,进一步提高单一处理计算机的速度可能行不通,因为设计遇到了基本物理限度这一障碍,例如电路中信号的传递速度不可能超过光速。可能只有利用一个以上处理机的功能,才能明显地改进其性能。
要一台计算机做必须带有智能的所有事情,单一处理机简直太慢了。一台希利斯称之为真正聪明的计算机——“业余系统”——必须能看,能懂人语,能读英文,能推理和能计划。希利斯说:“这些事,单一处理机的计算机难以胜任,因为做这些事需要大量信息。如果你想给它更多的信息,使它更聪明,其实你却使它更愚蠢,因为它存取信息的速度要慢得多。”一台单一处理机的计算机,如果负责引导一个无人驾驶的军用运载工具,用了一年时间,才能“看出”一辆敌人坦克和一块巨石的区别,就毫无价值。并行处理可能是出路。把信息分给不同的处理机,可以保持速度。
从某种理论意义上讲,并行处理机具有的惟一优点,就是速度,认识到这一点是很重要的。艾伦·图灵对计算理论的贡献仅次于诺伊曼,他1937年的实验证明,给任何一个计算机足够的时间和信息存储,它可以做其他计算机能做的事。所以,任何能在并行处理机运转的程序,即使该机有许多处理机,单一处理机也是能够模拟的,尽管模拟是缓慢的。那么,从理论上说,所有计算机都是一样的。
然而在实践中,科学家所需要的是能快速行事的计算机,例如,他们希望能按正常的谈话速度同计算机谈话,不必等很长时间,就能得到它的回答。快速行事正是并行处理机针对单一处理机提出的保证,它不仅在人工智能问题上是这样,而且在解决气候模型、流体流量、等离子物理、亚原子粒子物理、战争处理和战略防御计划、里根总统的太空基地导弹防御计划、众所周知的星球大战等许多棘手的计算问题上也是这样。
丹尼·希利斯出生于巴尔的摩,是美国空军一个内科医生的儿子。他父亲到世界各地研究肝炎传染病,他一直跟随着他父亲。每到一地,他都制作一些奇妙的玩意儿。他曾做了一个固体燃料火箭,把蚱蜢送上天;他曾利用一个铁罐和一个轮转烤肉器的电动机,制成一个活动机器人。即使他进了麻省理工学院,在大学生和研究生期间,也继续做些古怪的玩具,例如,他做了一根短棒,拿着它在人们面前晃动,就