导读：2月4日出版的《商业周刊》刊登分析文章指出，在晶体管尺寸不断缩小的同时，晶体管个体间的差异所引发的“不可预测可变性”问题却为电子产品埋下了可靠性隐患。佐治亚理工大学的帕勒姆采用概率比特概念，设计出新型芯片，在减少能耗与散热的同时，为解决此问题带来了希望。
在理想化的世界里，每台电脑内的所有晶体管都应该是完全一样的。根据摩尔定律--集成电路的集成度将每18个月翻一番--晶体管数目的增加仍将按照这一趋势持续三十至四十年时间。半导体工程师所需做的就是每年将晶体管的实际尺寸缩小约10%即可。然而，在真实的世界中，事情远比理想世界中复杂的多。事实上，晶体管就像飘落的雪花一样：没有哪两个晶体管是完全一样的。迄今为止，这一个体间的差异并未造成太多麻烦，但情况很快将有所改变。英特尔微处理器技术实验室研究部门主任谢克哈-波卡尔(Shekhar Borkar )表示，“简单的讲，正在发生的事情就是，当晶体管的尺寸变得越来越小的时候，它们彼此个体间的差异也在不确定地增加。在未来，当你把两个相同尺寸的晶体管并排放置在一起时，从电学的角度看，它们彼此间的差异将变得非常的明显。”在电学角度上，晶体管个体存在非常明显的差异，这远比化妆上的瑕疵危害大的多。这意味着在性能上存在着不规则的差异。结果将导致生产出性能不可靠的芯片、电子计算机、移 动电话、导航系统和其它使用硅电路制造出的产品。但是波卡尔也强调，佐治亚理工大学的研究为解决“不可预测可变性”这一问题带来了光明的前景。具有讽刺意味的是，佐治亚理工大学嵌入式系统技术研究中心主任克里什纳 -帕勒姆(Krishna Palem)称，该问题本身也是解决方案的一部分。如果带有不可预测稳定性问题的硅晶体将在10年内出现，他表示，“那我们干脆就陷入到这个不稳定问题的沼泽中。让我们学着与这个问题相处，并看看我们可以对这种不可预测性做些什么。”
帕勒姆最近公布了他的首个“与问题共存”的原型芯片。到目前为止所进行的测试，已经证明了他的预言，即这种不确定性可以被转变成一种资产。这一问题的一个益处是，减少了电量的消耗。输入较少的电能，不仅仅是降低了热量的产生，它也可以延长移 动电话、掌上电脑和其它使用电池供电的设备的重新充电周期。采用帕勒姆开发出的芯片，移 动电话可以连续工作数周而不是数天的时间。他认为，电量节省的幅度约为20%。但如果某个设备愿意牺牲其速度，那么电池的工作时间还将延长。他解释道，“这里面有一个交替的问题。” 同样的，过多的热量也是目前速度演示芯片所面临的一大障碍。为了避免芯片上的铜电路线被融化，某些新型芯片被安上了限速器。它们能够防止芯片以可能导致损坏的速度进行工作。帕勒姆指出，这些热量中的大部分，来源于当前芯片设计中采用的决定性分析方法。该方法的宗旨是，向芯片输入大量的电能，以在每一步计算步骤中确保每一个比特的数据，无论是0还是1，都能保持绝对稳定。然而，如果芯片在无须进行重复检查以确保绝对稳定的情况下，也能进行工作，那么电能的消耗将会大幅减少，与此同时，速度也会同步提升。这就是帕勒姆的概率比特概念中所包含的意义。他表示，“不稳定性，并未成为一种障碍，相反地，它是一种资源。”帕勒姆认为，采用概率比特概念设计出的芯片，甚至在解决制造工艺差异之前，就会投入短期使用。帕勒姆表示，“这种芯片最初将不会用于多用途计算，这方面是英特尔芯片的优势。它将主要用于特殊用途的嵌入式应用。”
嵌入式芯片本质上是一种没有配备键盘的微处理器。这些芯片被植入电视和音响，厨房小家电，汽车和当前的大多数靠电力驱动的设备中。它们与典型的微处理器相比显得非常普通。它们存在于键盘、硬盘驱动器和显示器里。大多数汽车都配备了数十个嵌入式微处理器，一些豪华车型中甚至安装了50个乃至更多的嵌入式芯片。它们被用来控制汽车的燃油喷射和刹车系统、电动车窗及仪表板显示等。至于该型芯片的应用范围，帕勒姆简略地列出了一份清单，而其内容相当令人吃惊的。其用途包括：数字信号处理，医学矫形，数据库搜索，机器人技术，表情和语音识别，计算机辅助产品设计，甚至可用于金融和风险分析。简而言之，任何尚未找到适用算法的(例如，表情和语音识别)、已经采用统计学方法的(移 动电话中的数字信号处理)或所谓的问题范畴本身即是与不确定性相关的(金融分析)领域中，都可以应用这种芯片。帕勒姆表示，“Google就是用来说明你使用概率技术可以达成的效果的典型例子。它们必须在处理海量信息的同时仍然能够向你提供一个快速的答复。因此，它们需要一个高速搜索引擎，使用统计学模型、模式匹配和概率性搜索来进行大量的分析，所以Google可以迅速为你提供一个答复。但这个答复不是一个‘确凿的’答复，它不是你所想要的具体的答复。作为代替，你获得了一个按照概率大小而排列出的包涵多种可能性的列表。”帕勒姆对于将概率比特概念芯片用在机器人和人类身上，以制造出人工眼睛和耳朵感到尤为乐观。他表示，那种认为计算机在识别物体，且不论人类的脸部，即使是诸如椅子之类的简单物体方面，完全一无是处的想法是不对的。帕勒姆断言，“它们能够帮助残疾人提高视觉和听觉。”帕勒姆预言，“金融分析尤其适合采用这种芯片。”但在被问到是否有华尔街的公司，诸如英特尔或者IBM，已经得到了与帕勒姆的研究相关的报告的时候，帕勒姆没有作出回答。
目前所知的是，帕勒姆的构想在实现前仍将需要一段时间。他表示，至少需要一年时间来设计并验证一种更为精密的芯片。但是如果那种芯片可被投入实用，它将引起一场新的“硅”革命。