能够自我修复的芯片将应用于智能手机和电脑

据致力于研究相关项目的科学家们表示，电脑芯片发展历程中的下一步也许是开发能够自我修复的集成芯片。

加州理工大学的一组工程师表示，他们现在可以憧憬这样的智能手机和电脑芯片：它们不仅能自我防护，还能自我修复，那样就算遇到了麻烦（比如晶体管彻底失效），也能在短短几微秒内恢复如初。

科学家们声称，他们利用高功率激光彻底破坏了能够自我修复的芯片的不同部分——这些芯片在使用功率放大器，然后看到这些芯片居然在不到1s内，就能自动想出变通办法，绕开受到破坏的元件。

加州理工大学的电气工程教授阿里？哈吉米里（Ali Hajimiri）在一项声明中说：“系统头一次做到了能够自我修复，这真是让人难以置信。”

图2 三防手机从此可做到芯片级

“让人觉得我们亲眼见证了集成电路发展历程中的下一步。我们实际上完全搞坏了一半的放大器，摧毁了芯片的许多部件（如晶体管），但是芯片还是能够恢复到性能几乎毫发未损的完美状态。”

据加布里埃尔咨询集团（Gabriel Consulting Group）的分析师丹？奥尔兹（Dan Olds）声称，平板电脑、智能手机和笔记本电脑中能够自我修复的芯片将是IT业的一大进展。

奥尔兹说：“这项新技术可以绕开出现故障或逐渐损耗的内部元件，从而有助于让性能维持在很高的水平。但是为这项功能编制程序，并且大规模实施可能是一项难度很大、成本很高的任务。研究人员已启动了一个演示性项目，但是离将这种芯片做入到任何实际设备中还有很长一段距离。”

他还特别指出，如今高端服务器上已经有能够自我修复的系统。奥尔兹说：“这些系统在遇到了任何硬件或软件错误后可以照常工作，或者遇到故障后很快就能恢复如初。这通常是借助让系统取消失效部件的配置或者开始使用系统中的备用零件来实现的。在我看来，加州理工大学的那些科研人员在芯片层面而不是在系统层面运用这些概念。”

具体的工作原理

据加州理工大学声称，科学家们使用了众多的芯片传感器，这些传感器可以不断监测温度、电流、电压和电力。然后，这些传感器把这些信息馈送到中央处理器，中央处理器负责分析设备的性能，并估算有没有什么元件需要修复的。

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然而，中央处理器并不使用之前被告知如何应对每一种可能出现的问题的算法。要预测每一种可能出现的问题，难度很大，甚至根本就不可能。相反，处理器被设计成得出自己的结论。

加州理工大学的研究生兼这个项目的研究人员斯蒂文？鲍尔斯（Steven Bowers）说：“你把自己需要的结果告诉芯片，让芯片搞清楚如何得到那些结果。面临的难题在于，每块芯片上都有10多万个晶体管。我们不知道可能会出岔子的所有不同晶体管元件，我们也不需要知道。我们以一种足够一般化的方式设计了系统，那样它可以在任何情形下，为芯片的所有致动器（actuator）找到最佳状态，不需要外界的干预。”

研究人员在20块不同的芯片上研究了这项自我修复技术后发现，具有自我修复功能的放大器其耗电量大约只有没有自我修复功能的放大器的一半。

哈吉米里说：“把这种类型的电子免疫系统引入到集成电路芯片，这带来了广阔的前景。这是我们看待电路及其独立运行能力的方式真正发生了重大变化。现在，芯片能够诊断并修复自己的问题，不需要人类的任何干预，这向不可毁灭的电路迈进了一步。”