为三进制计算机鸣不平,摩尔定律走到头,下一步也许就靠三进制了

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为三进制计算机鸣不平,摩尔定律走到头,下一步也许就靠三进制了

PS: 历史挖坟贴,不容忘记的三进制计算机 !!!前人的错误,时间一定会让我们后人付出代价,但是前人们的探索注定不会被遗忘,也许过了几十年,人们终于发现,几十年前的前辈们才是正确的

节选自:# 苏联的三进制电脑,为什么被二进制干掉了?

历史不能忘记,常思常新!

三进制有什么好

别的不说,就说我能理解的

什么是平衡三进制呢,就是由 -1、0、1 构成的,对应的逻辑电路就是负电压、零电压和正电压

平衡三进制是一种很巧妙的设计,它所记录的数字可以表达出全部整数。而且由于 -1 的引入,对负数就不必使用额外的负号了,而二进制是无符号数,不能直接表示负数。

三进制计算机的历史

苏联其实在五十多年前就发现了三进制在计算机上的优势。1958 年,莫斯科国立大学的计算机研究中心研制出了世界上第一台三进制电子计算机 —— Сетунь( setun )

Сетунь 计算机用的不是一般那种逢三进一的三进制,而是平衡三进制,也叫对称三进制。

说回 Сетунь 这台计算机,虽然苏联早就看出了三进制的优秀,可一开始莫斯科大学并没有把这个项目当回事儿,只派了四个副博士和几个刚毕业的学生来开发。但没想到这台计算机在不同的室温下都表现出惊人的可靠性和稳定性。

虽然我觉得以当时苏联还在电子管上狂奔的情况来看,Сетунь 应该是比不上美国同时代的二进制计算机的,但是和同期其它苏联能生产的计算机比,Сетунь 还是优势很大的。

很快,苏联部长会议通过了批量生产Сетунь计算机的决议。不过工业部并不看好这台机器,他们觉得这个经济计划外的玩意儿就是个科幻产物。与此同时,国内外的订单却像雪花般飞来,10 到 15 台的年产量远远不够应付市场需求。

奇怪的是工业部并没有随着订单数量的增加而增加产量,相反,他们严重限制了生产进度,拒绝订单,并在 1965 年完全停产。

是不是听起来不可思议,其实原因并不复杂,Сетунь 的电子元件良品率极高,而且非常耐造,同时价格还很低,它的售价只有 27.5 万卢布,创造了当时的最低记录,而同期的计算机售价基本都在它的两倍以上。

那台在莫大计算中心的样机整整运行了 17 年, 除了在第一年更换了三个有缺陷的元器件之外,内部设备从来没维修过,直到它被摧毁前的一刻都还能正常使用。

而苏联官僚停产了 Сетунь 之后,取而代之的是一种相同性能的二进制计算机,但价格却贵出 2.5 倍。说白了,Сетунь 的生产让苏联官僚少了大笔的财政拨款。

断人财路如杀人父母,所以这台三进制计算机就 “ 理所应当 ” 的成为了政治牺牲品。

虽然 Сетунь 最终只生产了五十台,但从加里宁格勒到雅库茨克,从阿什哈巴德到新西伯利亚,全苏都能看到它的身影。而且各地都对 Сетунь 的评价很高,大家认为它编程简单,很适合用于工程计算、工业控制、计算机教学等等。

Сетунь 的成功经验让莫大决定不放弃这台计算机,于是他们顶住压力在 1970 年推出了 Сетунь 70 型计算机,而且还对应着二进制的 byte 创建了三进制字节 tryte。每个 tryte 由 6 个 trit 构成,约等于 9.5 个二进制的 bit。 但这个项目长期得不到上级的支持,最后也不得不无限期停滞。Сетунь 70 就此成了莫斯科大学的绝唱。再后来苏联解体,三进制计算机也跟着苏维埃混入了历史的尘埃,直到今天也没有其他国家能够复现它。

它是历史还是未来?

不过到了今天,随着芯片的制程越来越小,马上会碰到量子这个玄学领域,量子隧穿这样的难题,我们可能要花非常多的精力,才可能提升一点点效率,就像开了等级上限的⽹游,二进制已经快满级了,也许要开始开辟其他的路了。

三进制,现在就正在电子计算机以外的形态上复活。

比如,本身电子计算机因为只有开关两种基础状态,但是假如是光子计算机,就有光强、波长、相位、传播方向和偏振五种状态,上海大学的金翊教授团队就取了有无光态和偏振方向正交三个物理状态来尝试光子计算机。

再比如,在 2019 年,我国物理学家郭光灿和中国科技大学的同事就成功完成了三进制 qutrit 量子信号的传输,这也是科学家们在量子领域第一次成功的三进制研究。

近两年,韩国也成功开发出三进制半导体,让三进制计算机又往前迈了一步。

如今,二进制下庞大成熟的工业体系,已经渐渐显现出强弩之末的状态,但想用其他进制来取代它,仍然是不可能的事情。

但当我们看到三进制计算机在历史上的昙花一现的时候,有时候也会畅想,会不会在另一个平行时空, 人类并没有选择电子计算机,而是发展出一套完全适配于三进制的系统。

而在那个时空中,会不会有一个视频的标题叫《 某国的二进制电脑,为什么被三进制干掉了? 》,也许那个时空的我们,会怀念二进制和电子计算机吧

最后

最后我想吐槽下,三进制的消失是个巨大的历史遗憾,在上个世纪60年代就展现出来了惊人的稳定性,虽说是苏联用点子管实现的,但是也不能说就一定做不出有3个状态的半导体元器件

我觉得但进制有军用领域和宇航领域有巨大的发展空间,可惜那个年代我们没有对应的科技基础,而苏联官员又太过于短视,要不也许也是我国当下科技破局的一个重要节点

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