第十一章 男孩和他的计算机
效果如何,尚待观察。
GF11处理机不像RP3是个多面手的计算机,它只有一个目标,那就是检验物理学家关于物质特性的最基本理论。自从苏格拉底前的原子论哲学家时期以来2,400多年,人们曾经寻找物质不可分割的组成部分。在过去几十年中,实验家已经制造了大功率的机器,用越来越强大的力量,把物质碎块一起加以粉碎;在那些互撞的碎片中,他们已辨认出200种以上亚原子微粒新种类,是质子和中子的奇特亲属,质子和中子是两个我们熟悉的原子核组成要素。这些粒子有许多又呈现内部结构的迹象。1964年,理论物理学家假定每种有结构的粒子,是由叫做夸克的几种基本建筑块料的不同组合构成,这样就把像凌乱的动物园似的粒子群系统化了。在70年代初期,夸克成为量子色动力学,或称QCD的基础。QCD是描述粒子是由什么构成的和它们如何相互作用的综合理论。
参加GF11工程的粒子物理学家唐·韦恩加登说:“今天,QCD看上去有5,500万种方法是不错的,但所有这些方法,都是粗糙的和定性的。你所希望的,是有个准确的数字预测,以便你可以把它拿出去与一种实验结果相比较。”QCD对奇特现象确实能做出准确的数字预测,大大超过实验物理的范围,例如一个快速质子,其规模大得像整个宇宙一样。从QCD抽出关于切实物质的预测,如普通物质中的质子,需要一系列棘手的计算,而这种计算,无论是人或任何现有的计算机都做不到。例如,计算一个稳态质子团,要求大约千兆次运算。做如此大量的运算,会占用一台克雷I型计算机30年,或占用一台个人计算机至少20万年,而GF11并行处理机只需用4个月,其结果与测定的物质相比较,可能会提供第一次精确的量子色动力学测验。
GF11确实不像理论物理学范畴的计算机。由两个冰箱一般大的空调器进行冷却,它占满整个房间。40万个芯片形成576个处理器,塞满20个类似特大型的体育场巨大的单人衣帽柜。那些处理机是用200英里长的线路连接起来的,形成2,000根多种颜色蜿蜒电缆。在国际商业电器公司大家知道它叫“蒙提的大蟒”,是以GF11机3位设计师之一的蒙提·邓诺埃的名字命名的。邓诺埃说:“那个把所有线路连在一起的人,他眼睛仍然蒙着一层薄翳。他曾经是音乐家,可现在他什么都干不了。”
那576个处理器的每一个,都能通过叫孟菲斯转换器超幂转换网络,同任何一个处理器联系。所有的信息,即使在同一个柜里的处理器之间,必须经过孟菲斯转换器发送,正像早期联邦捷运公司的快递服务那样,所有的包裹(即使一件,例如从芝加哥至底特律),都必须经过盂菲斯城市递送。该转换器能在同一时间内处理相当于200万次的电话通话。
与连接机中的65,536个处理器一样,GF11中的576个处理器也都同时执行同样的指令,但它每个处理器的功率则更大。每个处理器能在60万亿之一秒时间里,用一个7位数乘一个7位数,比连接机中的一个处理器快3,000倍。这种极强的数字运行能力是计算质子质量所必需的。虽然GF11的设计是为了量子色彩动力学方面的计算,国际商业电器公司希望将这种计算机做些较小的调整之后,能解决计算量很大而传统计算机不能解决的其他科学问题。
GF11和RP3计算机在进行制造的时候,佩金-艾尔摩的奥克顿智囊箱里的连接机在紧张地工作,它的小红灯迷人地闪烁着。战略防御计划小组需要用镜子,把激光光束弹射到太空,佩金-艾尔摩公司正在给连接机模拟这种镜子。
不论是否具有人工智能作用,连接机适用于战场指挥。“今天,一场战役会牵涉10万支部队,每支部队以每小时25,000