我們日常所用的手機,比「阿波羅11號」當年用的登月電腦效能要強多少?

人類登月時,當時阿波羅11號太空船電腦以現在的眼光來看算是相當簡陋。現在的手機光是記憶體就是當年電腦的100萬倍還要多。如果為太空船配上今天的電腦,對於完成登月任務會有怎樣的幫助?

只帶手機穿越時空回到「阿波羅計劃」時,你能成功執行登月任務嗎?

1969年人類首次登上月球。年長的人應該記得,阿姆斯壯登球時曾說:「這是我的一小步,但卻是人類的一大步。」半個世紀過去了,登月仍然是人類最高的成就之一。不過自1972年之後,科技進步雖然神速,但人類再也沒有返回過月球。

想想真是有點奇怪。我們經常說現在手機的運算能力比當時阿波羅11裝備的電腦還要強大,真是這樣嗎?到底強多少?

當年阿波羅11安裝的電腦叫作阿波羅導航計算機電腦(Apollo Guidance Computer,AGC)。AGC有一個記憶體庫,不過容量很少,只能儲存2000個單詞,主要用來儲存臨時結果,一旦斷電資料就會丟失。我們把這種記憶體叫作RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)。每個單詞由16 bits組成,換言之,阿波羅電腦的RAM記憶體容量是32768 bits。AGC還有72KB ROM,相當於589,824 bits。如果想儲存一個字符(比如a或者b),一般需要8 bits。雖然阿波羅11電腦擁有32,768 bits的RAM,但是連本篇文章都存不下。

簡單解釋一下,RAM(random access memory)即隨機存取記憶體,這種儲存器在斷電時會丟失其儲存內容,所以主要用於儲存短時間使用的程式。ROM(Read-Only Memory)即唯讀記憶體,是一種只能讀出事先所儲存資料的半導體儲存器。

現在你應該知道今天的手機比AGC強多少吧? 

記憶體與處理器

現在的手機一般配有4GB的RAM,也就是34,359,738,368 bits,相當於阿波羅AGC記憶體的100萬倍還要多(具體應該是1,048,576倍)。iPhone的機身記憶體(ROM)容量最高可達512GB,也就是4,398,046,511,104 bits,比AGC多了近700萬倍。

除了記憶體,其它組件也很重要。阿波羅11電腦只有一個處理器,頻率0.943MHz,對外部資料進行處理。最新的iPhone處理器頻率約為2490MHz。稍微計算一下就能知道,與50年前的AGC相比,iPhone處理器的計算力高出10萬倍。

計算機

將阿波羅11電腦拿來也今天的手機相比,也許有點勉強,如果與一般計算機對比呢?德儀是世界知名計算機生產商之一。1998年,它推出TI-73,2014年推出TI-84。

看看下面這張表格,我們能知道兩種計算器的規格: 

只帶手機穿越時空回到「阿波羅計劃」時,你能成功執行登月任務嗎?

如果我們將兩款計算機與阿波羅AGC對比,不難知道TI-73的ROM容量稍微小一些,但是RAM卻是AGC的9倍。

只帶手機穿越時空回到「阿波羅計劃」時,你能成功執行登月任務嗎?

至於處理速度,TI-73大約比阿波羅電腦快140倍,TI-84快350倍。

不要忘了,TI-73和TI-84只是很簡單的計算機,居然比登月電腦還要強大,真是難以置信。

如果幫阿波羅11配上現代電腦

放在1972年,阿波羅電腦的確是最先進的,如果幫阿波羅11飛船裝備現代電腦,會有怎樣的不同呢?

首先,軟體開發時間會大大縮短,編寫軟體、尋找漏洞、測試複雜程式碼的速度加快。其次,操作會更加簡單。放在當年,使用者介面有點像計算機,需要輸入數位程式碼才能執行。今天的使用者介面更簡單。操作不需要鍵盤,用觸控螢幕就行了。當然也可能無法使用,因為太空人要戴上手套操作,觸控螢幕可能不方便,沒關係,可以方過手勢、眼球追踪技術或者其它直觀介面來完成。

這就是AGC

可惜,有一個問題直到今天還沒有找到更好的解決方案:用更快的速度與地球通訊。今天月球與地球通訊所用的時間與1969年是一樣的,畢竟光速已經固定,從月球將訊息傳到地球要1.26秒。現在我們需要傳輸容量更大的檔案,所以將圖像發回地球需要的時間比1969年更長。由於相機技術有了很大進步,今天我們看到的圖像會漂亮很多。

因為電腦技術的發展,最大的變化可能來自AI。當然,飛船著陸時不會將工作全部交給電腦,不過與1969年的阿波羅電腦相比,今天的電腦一定能承擔更多責任,它可以提供更多訊息和智力,幫助人類做更多決定,這樣就能減輕太空人的負擔。

無論怎樣,1969年的電腦如此弱小,人類居然可以用它執行登月任務,真是了不起的成就。

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