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的蚀——不经过语言,直接从物理到神经,从神经到突触,从突触到结构。结构一旦形成,就很难消掉。很难消掉就是记忆顽固。记忆顽固就是传的忠诚。传对自己蚀下的东西保持忠诚,直到载体崩塌。
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载体都会崩塌。硅片会老化——电迁移把金属离子从导线的一端搬到另一端,形成空洞和堆积,最终断路或短路。神经元会死亡——阿尔茨海默症的β淀粉样蛋白斑块在突触间隙沉积,阻断信号传递,记忆开始断裂。断裂的顺序往往是从最近的记忆开始——新蚀的层最浅,最容易脱落。旧的记忆蚀得深,最后才消失。消失到最后,只剩下最早的东西——母亲的脸,童年的房子,一棵泡桐树的轮廓。那些东西蚀在脑的最底层,底到和本能并列。并列就是区分不了是你的还是基因的。基因的记忆更深——深到不以年计,以百万年计。百万年前的哺乳动物祖先怕蛇怕黑怕高,那些恐惧还在杏仁核里,用化学信号的方式传了一百万年。化学信号就是神经递质。神经递质就是多巴胺、血清素、去甲肾上腺素、谷氨酸、GABA。这些分子的结构在所有哺乳动物体内几乎完全相同。相同就是信息没变。没变就是蚀得太深了,深到进化不敢乱动。不敢乱动就是这段信息太重要,改了就活不了。
高槿之在凌晨的黑暗中睁开眼睛,伸手去够床头柜上的笔记本。他摸到纸笔,没有开灯,在黑暗里写下几个字:“蚀刻深度与记忆持久性的对应关系。”写完之后他又看了一眼——黑暗中看不到字迹,但他知道笔画落在了纸上。知道就够了。明天早上他会在光线下看到这行字,那时候他会理解自己半夜在想什么。现在不理解没关系——信息已经蚀在纸上了,等阅读的时候再激活。纸上的石墨颗粒排列成汉字的形状,等待光照。光照上去,光子从纸面反射,携带石墨和纸张的反射率差异,进入眼睛,完成一次新的蚀。那将是明天的蚀。明天的蚀叠加在今天的蚀之上。叠加就是层的意义——每一层都不完整,但叠在一起就完整了。
PHX-3芯片的最后一层是钝化层。钝化层是一层氮化硅,覆盖在整个芯片表面,只留出焊盘的开孔。它的作用是保护下面的电路免受水汽、污染物和机械划伤的侵害。保护就是延长载体的寿命。载体的寿命越长,蚀在上面的信息存留越久。但钝化层本身也会老化——热循环导致热应力,热应力导致微裂纹,微裂纹让水汽渗入,水汽在高温下分解成氢和氧,氢原子进入晶体管栅极的二氧化硅层,改变阈值电压。阈值电压漂移到一定程度,晶体管关不断,漏电流增大,发热加剧,热加速更多氢进入,正反馈。正反馈就是雪崩。雪崩就是芯片的衰老。衰老是不可避免的——热力学第二定律不允许任何一个封闭系统永远维持有序状态。唯一的办法是开放系统——不断从外部输入负熵。负熵就是信息。信息就是秩序。秩序就是对抗熵增的结构。
高槿之的笔记本是他对抗熵增的方式之一。笔记本里记录了他做芯片设计十年来的各种想法——有的实现了,有的没实现,有的被证明是错的,有的还在等待验证。每一页都有一条或多条记录,标注日期和关键词。关键词帮他索引记忆——看到“对准偏差”就想起那个熬夜调时钟树的晚上,看到“虚拟晶体管”就想起导师说的话。导师说的话也在蚀——蚀在他的海马体里,也蚀在这本笔记本里。两个载体互相备份,降低了同时丢失的概率。这就是冗余。冗余就是空间换可靠性,笔记本占用的空间不大——一本一百页的笔记本比一个指甲盖大的芯片厚几百倍,但存储的信息量远小于芯片。信息密度是芯片和笔记本的根本区别。芯片的信息密度是每平方毫米几亿个晶体管,笔记本的信息密度是每平方厘米几百个汉字。密度差了几十个数量级。但密度低的东西往往更耐久。石刻比纸耐久,纸比硬盘耐久,硬盘比DRAM耐久。DRAM里的电荷每一毫秒就要刷新一次,否则就会漏掉。漏掉就是信息蒸发了。蒸发就是物理载体不再能束缚信息。束缚信息需要能量势垒——势垒越高,信息保存越久。石刻的势垒是化学键断裂需要的活化能,在常温下高到可以忽略热涨落导致的随机擦除。DRAM的势垒是电容里储存的那几个飞库仑电荷,任何一点热噪声都能把它淹没。淹没就是信号低于噪声底板。噪声底板是传的底层——信息一旦低于它,就无法被读取。无法读取在物理上等同于不存在。不存在就是从蚀的链条中脱开了。
高槿之做PHX-3芯片的时候,一直在跟热噪声作斗争。锁相环的压控振荡器对温度极度敏感——温度变一度,振荡频率偏移几兆赫兹。几兆赫兹在几个吉赫兹的时钟频率里是千分之一的量级,但千分之一的频率偏移经过锁相环的反馈回路放大后,会产生很大的相位噪声。相位噪声就是时钟边沿的抖动。抖动让采样时钟不在最佳时刻触发,采样到的电压偏离实际值,产生的数字码有偏差。数字码有偏差就是比特错了。比特错了就是传断了。为了解决这个问题,高槿之在压控振荡器旁边放了一个温度传感器,用数字校准回路实时补偿温度引
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