我国突破瓶颈成功研制新型芯片
人民日版惊艳报道的模拟芯片是咋回事？
昨天，人民日报发表题为《突破瓶颈！我国成功研制新型芯片》的报道，北京大学研制出了模拟芯片，首次实现了精度上对数字计算机的超越。
模拟计算是咋回事？精度超越的意义又是什么？我尝试做个零基础的科普解读。
年轻人肯定没见过计算尺，而计算尺就是典型的模拟计算工具，这种尺子不是用来测量长度的，而是用来做函数计算的，是电子计算器普及之前的计算神器，如图2 图3所示。
计算尺中间有一条可以滑动，称为滑动尺，上面刻的数字是输入x，上下框称为固定尺，有很多行间距不等的数字，是不同函数的输出y。
以最简单的3×2为例，在滑动尺上找到3，向右滑动2格，固定尺上乘法那行的答案就是6。
乘法太简单了，可开方呢？上述同样操作，在固定尺开方那行，就得到了根号3的答案1.7。
试问你还会手工开方吗？你肯定不会了，而用计算尺滑2格就得到了结果，这是不是神器？
计算尺的缺陷也显而易见，根号3的答案只能看到是1.7多一点，至于更精准的1.7320508是看不到的。
所以，模拟计算效率很高，但精度不佳。
模拟计算的应用非常广泛，例如传统的防空指挥仪采用的就是模拟计算。
指挥仪的外观就像个大号对空望远镜，可以对飞机进行观察。它还有一个重要功能，那就是做战术计算。
用望远镜把敌机锁定了，方向角、高低角确定了，这就是输入x，然后我们需要计算高射炮的瞄准参数y。
这中间是个很复杂的非线性方程，如果在现场铺一张大白纸，用铅笔一通猛算，那铁定来不及。可当时也没有计算机，那该怎么办呢？
我们提前把x和y的对应关系都算好，然后按照对应关系做一个金属凸轮，用手柄转这个凸轮的圈数就是输入x，凸轮上对应点的高度就是输出y。
这个凸轮就是个单一功能的计算尺。
操作手把水平舵和方向舵一顿猛摇，在瞄准敌机的同时，也完成了对凸轮的x的设定，同时凸轮对应点的y（射击参数）也同时确定了，炮手一踩击发器，炮弹就向正确的角度射出。
这种全机械的模拟计算的精度不高，30年前就全部淘汰了，换上了效率和精度更高的数字计算机。
北大这次模拟计算的突破，采用的依然是数字计算的方法，即用数字技术提升了模拟计算的精度，这是很有趣的一个点，但这部分的原理太复杂，就不展开了。
那模拟计算是否会颠覆传统的数字计算呢？答案是不会，因为模拟计算只适用于特定场景，并不是个普适的计算方法。
例如前面说的指挥仪的凸轮模拟计算，只适用于射击参数解算这唯一场景。
计算尺的函数可以有十多个，但也只适用于十多个场景，而人世间的计算无穷无尽，从底层01开始算起的数字计算才是普适的。
这么说来，北大的这个突破就没啥意义了？
不是的，这个突破的意义很大，其计算理论的价值的确不高，但应用价值极大。
例如6G基站的波束赋形需要敏捷计算，这只是个特定功能，北大的发明就相当于给它装了一个高精度的模拟计算凸轮。
模拟计算的效率极高，想想用计算尺计算开方和指挥仪凸轮，都是一步到位的，计算量极低，40nm芯片的模拟计算会比3nm芯片的数字计算更高效。
北大的突破解决了精度问题，这就给特定场景的高速高精度计算提供了更先进的方法。
现实社会中需要高速计算的工业和军事场景，绝大多是都是特定功能的，所以说，这种全新模拟计算的意义极其重大。
还有一层跟美国叫板的意义，你不是卡我高端芯片吗？我现在有了新方法，用低端芯片就能完成比高端芯片更高速、更准确的计算，哼！
