永續的數學,不一樣。在1968年Paul Ehrlich的暢銷書《人口炸彈》(The population bomb)中,將人口成長帶來的影響(主要指環境、能源面向),簡化成ㄧ條簡單的數學式:影響(impact)=人口(population)×富裕(affluence)×科技(technology);二十多年後的今天,推動永續發展的先鋒Ray Anderson問道:對於環境與社會,「科技」,是否可以從分子移到分母,使其發展有助於改善環境,而非增加環境的負擔?
Ray Anderson的理想有人將之比喻成「21世紀的阿波羅任務」,期待科技的發展能夠完全解決人類開發所帶來的種種問題,在多方面來評估都近乎不可能,但假使真的實現,將為未來開拓一個全新世代!與過去阿波羅任務不同,這項「永續科技任務」(Mission SusTech)失敗的代價,將是人口過度膨脹帶來的崩壞災難。
要了解科技發展趨勢,可以從各國重大研究計劃與投資金額中瞥見端倪。近年來,許多世界級經濟論壇列舉“十大前景技術”,都聚焦在乾淨能源、環境及改善社會的主題上,像是高效能水純化裝置、二氧化碳轉換、藥物傳遞及有機光電材料等等;2012年全球綠色研發報告(Global Green R&D report [1])裡提到,2007~2012年間挹注於乾淨科技、綠色經濟的金額高達3.6兆美金,其中包含2兆集中在再生能源、7000億在綠色建設、2410億在綠色科技相關的研發,以及智慧電網的2380億與提高能源效率的2310億!
隨著眾多能源議題因經濟、環境爭論浮上檯面,對於新興科技的需求更日益上升,其中一個明顯的例子,就是日本在核災後強力推行「去核電化」,自2013年9月15日以來,全日本擁有的48座核反應爐全數維持停機狀態,至今一年多時間,象徵的不只是對於傳統核能的不信任,更展現出對於再生能源技術的期待!綠色和平日本辦公室能源專案主任Kazue Suzuki表示,隨著這波再生能源使用需求的增加,預計到2020年,日本將有40%電力是來自再生能源!另外,麥肯錫全球研究中心(Mckinsey Global Institute)的研究也預測[4],目前針對能源、資源開發、物質科學的研發,將可以在2030年達到30%全球所需產值(其中有70%~85%是在開發中國家),若有效掌握這波趨勢,將可節省將近3兆美元的成本。
不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。
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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。