加州理工大學(xué)的一組工程師表示，他們現(xiàn)在可以憧憬這樣的智能手機(jī)和電腦芯片：它們不僅能自我防護(hù)，還能自我修復(fù)，那樣就算遇到了麻煩(比如晶體管徹底失效)，也能在短短幾微秒內(nèi)恢復(fù)如初。

科學(xué)家們聲稱，他們利用高功率激光徹底破壞了能夠自我修復(fù)的芯片的不同部分——這些芯片在使用功率放大器，然后看到這些芯片居然在不到1s內(nèi)，就能自動(dòng)想出變通辦法，繞開受到破壞的元件。

加州理工大學(xué)的電氣工程教授阿里?哈吉米里(Ali Hajimiri)在一項(xiàng)聲明中說：“系統(tǒng)頭一次做到了能夠自我修復(fù)，這真是讓人難以置信。”

“讓人覺得我們親眼見證了集成電路發(fā)展歷程中的下一步。我們實(shí)際上完全搞壞了一半的放大器，摧毀了芯片的許多部件(如晶體管)，但是芯片還是能夠恢復(fù)到性能幾乎毫發(fā)未損的完美狀態(tài)。”

據(jù)加布里埃爾咨詢集團(tuán)(Gabriel Consulting Group)的分析師丹?奧爾茲(Dan Olds)聲稱，平板電腦、智能手機(jī)和筆記本電腦中能夠自我修復(fù)的芯片將是IT業(yè)的一大進(jìn)展。

奧爾茲說：“這項(xiàng)新技術(shù)可以繞開出現(xiàn)故障或逐漸損耗的內(nèi)部元件，從而有助于讓性能維持在很高的水平。但是為這項(xiàng)功能編制程序，并且大規(guī)模實(shí)施可能是一項(xiàng)難度很大、成本很高的任務(wù)。研究人員已啟動(dòng)了一個(gè)演示性項(xiàng)目，但是離將這種芯片做入到任何實(shí)際設(shè)備中還有很長(zhǎng)一段距離。”

他還特別指出，如今高端服務(wù)器上已經(jīng)有能夠自我修復(fù)的系統(tǒng)。奧爾茲說：“這些系統(tǒng)在遇到了任何硬件或軟件錯(cuò)誤后可以照常工作，或者遇到故障后很快就能恢復(fù)如初。這通常是借助讓系統(tǒng)取消失效部件的配置或者開始使用系統(tǒng)中的備用零件來實(shí)現(xiàn)的。在我看來，加州理工大學(xué)的那些科研人員在芯片層面而不是在系統(tǒng)層面運(yùn)用這些概念。”

具體的工作原理

據(jù)加州理工大學(xué)聲稱，科學(xué)家們使用了眾多的芯片傳感器，這些傳感器可以不斷監(jiān)測(cè)溫度、電流、電壓和電力。然后，這些傳感器把這些信息饋送到中央處理器，中央處理器負(fù)責(zé)分析設(shè)備的性能，并估算有沒有什么元件需要修復(fù)的。

然而，中央處理器并不使用之前被告知如何應(yīng)對(duì)每一種可能出現(xiàn)的問題的算法。要預(yù)測(cè)每一種可能出現(xiàn)的問題，難度很大，甚至根本就不可能。相反，處理器被設(shè)計(jì)成得出自己的結(jié)論。

加州理工大學(xué)的研究生兼這個(gè)項(xiàng)目的研究人員斯蒂文?鮑爾斯(Steven Bowers)說：“你把自己需要的結(jié)果告訴芯片，讓芯片搞清楚如何得到那些結(jié)果。面臨的難題在于，每塊芯片上都有10多萬(wàn)個(gè)晶體管。我們不知道可能會(huì)出岔子的所有不同晶體管元件，我們也不需要知道。我們以一種足夠一般化的方式設(shè)計(jì)了系統(tǒng)，那樣它可以在任何情形下，為芯片的所有致動(dòng)器(actuator)找到最佳狀態(tài)，不需要外界的干預(yù)。”

研究人員在20塊不同的芯片上研究了這項(xiàng)自我修復(fù)技術(shù)后發(fā)現(xiàn)，具有自我修復(fù)功能的放大器其耗電量大約只有沒有自我修復(fù)功能的放大器的一半。

哈吉米里說：“把這種類型的電子免疫系統(tǒng)引入到集成電路芯片，這帶來了廣闊的前景。這是我們看待電路及其獨(dú)立運(yùn)行能力的方式真正發(fā)生了重大變化。現(xiàn)在，芯片能夠診斷并修復(fù)自己的問題，不需要人類的任何干預(yù)，這向不可毀滅的電路邁進(jìn)了一步。”