当摩尔定律（Moore’s Law）、登纳德缩放定律（Dennard Scaling）等一系列半导体规律逐渐失效时，设计面向未来的计算机系统需要我们改变旧有的观念。65年以来，计算机体系结构以惊人的发展速度历经了四个时代，最终来到了当前第五个时代的开端。这65年里的巨大进步使得计算机的性能得到了不可思议的提升。单单在过去的40年，微处理器的性能就提高了106之多，整整快了100万倍。这来源于一系列架构层面的创新。第一，系统架构由8比特、16比特变宽到64比特；第二，指令级并行度提高了一个数量级；第三，多核开始出现，工程师可以在一个芯片上实现多个处理器核，以获得更高性能。同时，在这 65年中，电路的时钟频率也提高了1000余倍，这得益于底层半导体工艺技术的革新。摩尔定律成功预言了晶体管数量的增长，每18至24个月翻一番；登纳德缩放定律表明每个晶体管的功耗会随着晶体管数量的增长而降低，从而实现在算力提升的同时，单次计算的能耗反而可以下降。不幸的是，这两个重要的规律目前都开始渐渐失效了。
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