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纵观历史,技术一直是个人电脑领域最大的变革动力。下一个十年,我们身边的电脑会变成什么样?检阅过了那些不幸成为垫脚石的悲情技术,让我们把目光投向天枰的另一面。以下6项技术,有了它们的推动,你身边那些看起来普普通通的电脑,能带着辉煌迈向下一个10年。

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1. 让人真正身临其境虚拟现实显示技术

人靠一张脸,树靠一张皮,我们先来谈谈最要紧的面子问题。作为整台电脑的脸面,显示技术毫无疑问是最能影响我们使用感受的技术,用现在流行的词汇来说,叫做用户体验。未来显示技术哪家强?两年前花20亿美元收购Oculus的Facebook CEO扎克伯格早就想明白了这个问题:虚拟现实设备才是显示技术的未来。

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是不是有这种感觉:市面上现有的平板显示器,画面再好,分辨率再高,也很难让人产生身临其境的感觉。以最近上映的电影《侏罗纪公园》为例,一只恐龙站在2D屏幕前对着你怒吼,无论画面做的多逼真,音效有多吓人,你都不会觉得恐怖,因为你和恐龙处两个不同的世界。传统的平面显示器实际上把人和数字世界隔离开来了,要想让画面体验更进一步,必须要让人“身临其境”,这就是虚拟现实技术要解决的问题。

Oculus的第一代产品是一个其貌不扬的头盔,名为Rift。它内置了两个OLED屏幕,有着很宽的视野、专门定制的光学系统,两个OLED加起来分辨率是1280×800。这些参数看起来很鶸,但Oculus巧妙的利用了人眼感知立体事物的原理,两个显示屏之间显示的画面是有一定视差的,这样就实现了3D临场的显示效果。刚刚发布的新版Rift虚拟现实头盔还配备了Oculus一直研发的Constellation追踪技术,它能精确定位佩戴者在空间中的位置,能让佩戴者真正融入到虚拟的3D场景中。

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还是以《侏罗纪公园》为例,你戴着头盔,看到的是正前方的画面,转动头部,镜头也会随着角度而变化,一切都跟现实世界中的视角保持一致。这样说来,Oculus Rift已经不再是一个单纯的显示器了,它与佩戴者发生了互动,产生了交互的效果,我们更愿意把它称为“虚拟现实接口单元”,它很可能从根本上改变我们和电脑打交道的方式。

最终,Oculus Rift改变的很可能不仅仅是3D游戏,Oculus已经决心将Rift应用到更为广泛的领域,包括观光、电影、医药、建筑空间探索等。未来10年,有了虚拟现实技术的帮助,我们和电脑打交道的方式会发生翻天覆地的变化。


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有什么好处:更宽广的视角、更沉浸式的显示体验都能增强画面的真实感,虚拟现实显示技术改变的很可能不只是游戏,而是我们与电脑打交道的方式。

带来的影响:以后连网上流传的小电影都会变得更逼真,陈冠希老师要是能晚出生个20年该有多好。

2. 把整个图书馆塞进硬盘的热辅助磁记录技术

电脑硬盘容量多大才够用?看看安装完后足足占掉65GB空间的《GTA5》,答案是:永远都不够。那么让我们换个问法:机械硬盘容量究竟能扩充到多大?前些日子希捷推出8TB的硬盘连气都没喘一下,现在HGST已经把硬盘容量推到了10TB;而到了2020年,一个最普通机械硬盘的容量将达到20TB,理论上来说,20块这样的硬盘就能把全世界所有数字图书资料统统都装下来,想想是不是都觉得带感?

我们应该把奖杯颁给HAMR(热辅助磁记录)技术,它是未来10年硬盘容量得以继续提升的最大功臣。简单来说,随着硬盘磁碟上存储密度的逐渐增加,当每一个磁性颗粒的粒度很小时,磁体的极性呈会呈现出随意性,难以保持稳定的磁性能,这种现象被就是所谓超顺磁效应(SuperparaMagnetic Effect),其中的物理特性还与19世纪末著名物理学家皮埃尔·居里的一项发现有关。

超顺磁效应对于硬盘来说是有害的,它会让磁头搞不清楚磁碟上存储的到底是0还是1,而HAMR技术就是解决这个问题的良药。HAMR技术利用激光光束精确地聚焦数据将被写入的区域,加热磁碟,避免磁出现超顺磁效应现象。研究表明,HAMR可以显著提升硬盘写入的密度,最多有望将硬盘的存储密度极限提高数十倍,实现每平方英寸高达5TB的存储密度。这意味着,一块普通的2.5英寸笔记本硬盘就能装上多达20TB的数据,3.5寸台式机硬盘则能达到60TB储存能力。在不久的将来,这样的硬盘就会装到你的电脑中,为不断膨胀的数据提供一个安心的容身之所。

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有什么好处:同样价格,硬盘更大;同样容量,价格更便宜,你说有什么好处?

带来的影响:有了如此宽广的存储空间可供挥霍,今后游戏和软件开发商们会不会更加肆无忌惮?一款游戏100GB不是梦......仔细想想,可怕极了。

3. 让芯片跑得更快的3D堆叠封装技术

据外媒报道,IBM和3M公司正在联合开发一种粘合剂,它能把芯片像搭积木一样一层层粘起来。这则新闻可能会让很多人纳闷:为什么要把芯片粘起来?答案很简单:现在芯片的结构就像一栋栋平房,采用的是2D平面结构,如果我们来一次“老城区改造”,把平房变成高楼大厦,让芯片一层层叠加起来形成3D立体结构,会发生什么?IBM和3M告诉我们,他们打算制造出由100层单独芯片叠加起来的商用微处理器,这种处理器目前最快的微处理器快1000倍。根据合作协议,IBM将帮助封装半导体,3M则负责开发和生产粘合剂材料。

有了3D堆叠封装技术,首先受益的是处理器。只要略微计算一下,你就会发现如今的处理器(CPU)和存储单元(内存)之间存在巨大的速度鸿沟。一颗工作在4GHz的酷睿处理器每秒产生40亿个时钟脉冲信号,它执行一次数据运算只需要0.25纳秒。而我们可怜的内存芯片还在数十乃至上百纳秒的延迟周期下工作,两者之间的速度相差上百倍。如果利用3D堆叠封装技术把处理器和存储单元封装到一起,两者之间的通信渠道会变得更为宽广,速度差可以大幅减小。事实上,AMD机将发布的下一代显卡就会率先用上这种技术,AMD把它称为HBM(High Bandwidth Memory,高带宽存储)。

从示意图来看,AMD在芯片底部增加了一个“中介层”,中介层相当于地基,GPU和显存芯片通通置于中介层上。显存芯片以4层为单位堆叠到一起,它与GPU通过中介层进行沟通。由于两者之间的距离非常近,因此可以实现更高的总线位宽。

按照AMD给出的数据,相对于传统的GDDR5显存,3D堆叠封装后的HBM显存把位宽提升了30倍,因此显存运行的频率则可以大大降低,电压从1.5V降低到1.3V,功耗也变得更低了。最终结果是,在同样的能耗下,HBM可以实现3倍的性能提升。除此之外,3D堆叠技术带来一个直观好处:芯片、PCB面积大幅缩小,相对于现有的GDDR5显存,1GB容量的HBM显存只需要原来1/19面积。

如无意外,搭载HBM技术的AMD新一代旗舰显卡会在今年内与我们见面,而到了2016年,NVIDIA也会在自己的显卡上引入3D封装工艺。英特尔方面暂时没有太多信息,但英特尔早在好几年前就展示过采用堆叠封装的闪存芯片颗粒,类似的堆叠封装技术对英特尔来说根本不是难事。至于三星,他们甚至已经把3D堆叠封装的NAND闪存推向了市场。

有什么好处:3D堆叠从根本上改变了芯片的封装方式,芯片间的互联从平面迈向了立体,其意义不亚于当年第一个从树上走下来的人类祖先。

带来的影响:用不着高谈阔论未来,今年内,你就能在AMD旗舰显卡上见识3D堆叠封装技术的强大威力。售价5000块的AMD新品秒杀售价上万元的NVIDIA超旗舰显卡GTX Titan X,这种屌丝逆袭高富帅事情想必大家都会喜闻乐见。


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4. 把线缆统统干掉的下一代无线连接技术

你知道像电视机、电脑机箱后面平均要接多少条线缆吗?答案是6条。你知道整个上海市内居民家中所有线缆加起来有多重吗?答案是1700万吨。科技越来越发达,但电脑后面拖着的线缆却缺乏让我们感到沉重而困惑。有没有什么办法能斩断讨厌的“尾巴”?轮到下一代无线连接技术802.11ad闪亮登场了。

虽然802.11ad的名字和表兄弟802.11ac、802.11ax只差了一个字母,但你千万不要把两者搞混了,它们是用途完全不同的技术。802.11ac是工作在2.4GHz和5GHz频段上的无线局域网通信协议,它主要用作不同设备之间的网络连接。而802.11ad则工作在60GHz频段,它的用途不是网络传输,而是专门用来传输音频和视频信号,代替你电脑机箱后面的各种连接线缆。

60GHz是一个穿透力极差,但是载波效率极高的频段,在MIMO技术的支持下,802.11ad每个信道传输带宽都将超过1Gbps,综合通信速度将超过10Gbps,如此高的速度足够我们用它来代替DVI、HDMI甚至是DP线缆,传输高分辨率的视频和音频信号。由于60GHz载波的绕射能力很差,而且在空气中信号衰减很厉害,其传输距离、信号覆盖范围都不大,因此802.11ad也不大可能干扰其它设备,它的用途就是专心致志传输信号,充当房间内各个设备之间高速无线传输的通道。

有了802.11ad,电脑的显示器和主机之间可以不用线缆连接,而是用无线信号来承载图像和声音。再加上无线的键盘鼠标,无线网卡,蓝牙耳机,电脑主机背后瞬间获得了清净。而且显示器自身也获得了自由,像Oculus Rift这样的虚拟现实头盔,取消线缆意味着用户头部的活动范围大大增加,简直是天降福音。在一个月前的北京连接技术大会上,高通就为我们现场演示了802.11ad的美好应用前景:


3 j; |2 ]- c8 f" X; Q; b9 u' o(802.11ad近乎疯狂的无线传输速度)

0 B' v( q4 Z' ~1 x2 P9 U
(整个房间内的各种设备都不需要信号线缆)


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有什么好处:没了信号线、显示线、以及各种各样的线缆,电脑终于解脱了,显示器也解脱了,请问无线输电技术什么时候出现?

带来的影响:淘宝上专卖信号线的奸商哭晕在厕所。

5. 正插反插怎么插都很舒服的下一代USB接口技术

USB接口大概是个人电脑发展史上出现的最不人性化的接口了,毫无防呆设计的USB接口外表根本看不出正反,插入之前必须用眼睛再三确认,否则难保插错。而在即将普及的USB 3.1身上,这个烦恼再也不会发生了。USB 3.1引入了一种新的接口规范——USB Type-C,它的最大亮点在于支持双面插入,一举解决了“USB永远插不准”的世界性难题,正反面随便插。

USB 3.1的另一个好处是兼容范围广,USB IF技术标准组织为它引入了一套更高效的数据编码系统,既兼容现有的USB 3.0软件堆栈和设备协议,也提供高达10Gbps的超高数据传输速率。拷数据飞快,1.25GB/s的理论传输速度,几十秒钟就能传完一部高清蓝光影片。此外,USB 3.1还将供电标准升级到20V/5A,最大能为100W的设备提供电力。

超高传输速率加上强力供电,以及新的接口规范,让USB 3.1成为了一名全能型选手,除了承担传统的数据传输功能,它还能传输各种显示信号、音频信号、或者是为设备供电,成为电脑上的终极接口。苹果在今年三月份发布的新一代Macbook就给我们树立了一个好榜样:苹果将电源接口、USB接口、DP接口、HDMI接口与VGA接口统统用USB Type-C来承载,既节约了空间,又提高了集成度。

对了,USB 3.1强大的兼容性还吸引了多年前的死对头雷电接口前来投奔。今年6月份,英特尔高级副总裁Kirk Skaugen宣布,即将发布的新一代Thunderbolt 3将与USB Type-C统一物理接口,兼容USB 3.1标准,今后的USB Type-C设备可直接插在Thunderbolt 3接口上使用。


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有什么好处:速度更快、插拔防呆、向下兼容、统一时代。

带来的影响:如果未来USB 3.1 Type-C型接口在电脑上一统江湖,取代其它杂七杂八的接口,对于用户而言无疑是极大的喜讯。

6. 把密码抛到九霄云外的生物识别安全技术

你知道吗?一个装备齐全、经验丰富的黑客,在10分钟内就能够破解六位的密码。而根据工信部的调查,我国有超过八成网民并不会定期更换密码,一半以上网民压根就不设开机密码——我们对此表示理解,因为要记住一个复杂的密码实在是太麻烦了。

好消息是,在不久的将来,你可以将这些烦恼抛到九霄云外。因为在未来的电脑中,指纹扫描、静脉识别等新一代生物识别安全技术会替代密码的位置,充当起安全防护的第一道门。

触控大厂Synaptics已经在CES2015上推出了一种可以读取指纹的触摸板“SecurePad”。它在传统笔记本触摸板内部增了指纹识别传感器,可以通过点击或者按压方式识别指纹,传感器区域大小为4x10毫米,可以在任何方向读取指纹,不会与触摸板的触摸功能互相干扰。在未来,Synaptics还会推出更加透明、体积更小的指纹传感器,指纹识别功能可以放在更多不易察觉的地方——比如键盘表面,甚至是鼠标的按键表面。

除了指纹,我们身体上还有更多你意想不到的部位能充当密码使用,比如手掌里的静脉血管。早在2013年,日本富士通就推出了一款能读取手掌血静脉验证用户身份的移动工作站Celsius H730。Celsius H730是世界上第一款采用静脉验证这种非接触式生物识别技术的笔记本电脑,它使用富士通自行研发的PalmSecure生物安全识别功能,利用光学传感器扫描肉眼看不见的手掌静脉影像,人体静脉位于皮肤下方,其物理特性基本不可能被人为更改(什么?你说你网购太多要剁手?),因此静脉验证技术很难被愚弄,安全性远高于传统密码。

传统密码难记,而且也难以保证绝对安全,相比之下,通过生物识别技术生成的独特个人密码不仅更为安全,用起来也更方便和简单,密码就存在于你的指纹和静脉血管中,你完全不需要去记忆,它们也不会丢失。正因为这些优点,我们把新一代生物识别技术归类为印象新一代电脑进化方向的重要技术。

有什么好处:不用记,不怕丢,更安全的密码,谁不想要?

带来的影响:有了苹果iPhone开这个头,指纹识别估计很快就会成为下一代笔记本电脑的标配。静脉识别、眼纹识别等更多神奇的技术也将陆续进入我们的视野。

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结语:砖家的话少听 PC还能再战10年

移动互联网时代,PC似乎在一夜之间成了弱势群体,分析师和砖家总是耸人听闻的告诉我们,PC已死,PC快死,PC马上就要死。但狼来了的故事喊了这么多年,PC依然是我们生活中不可替代的一部分。有了上面这些新技术的加持,在可以预见的未来,PC的形态会变得更加丰富多样,其的地位也不会发生太多变化——它们依然是为我们提高生产力、创造出价值的绝佳工具。


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