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文/花滿樓

五十度硅語(yǔ)：

摩爾定律是科技界廣為人知的一條定律，因?yàn)樗?，我們的社?huì)發(fā)生了天翻地覆的變化。然而，最近的種種跡象標(biāo)明它即將走向終結(jié)，很多人有可能擔(dān)心起來(lái)，新科技浪潮給我們創(chuàng)造的財(cái)富難道也會(huì)縮水嗎？其實(shí)不然，雖然摩爾定律即將終結(jié)，然而這些不為人知的強(qiáng)大定律還在挑戰(zhàn)極限！

既然本站名字五十度硅，那么今天我們就來(lái)聊聊有關(guān)硅的事兒。

垂垂老矣的“摩爾定律”即將倒下，然而絕大多數(shù)人并不知道，在它的身邊還站著各種以規(guī)?；瘧B(tài)勢(shì)前進(jìn)的“定律”，它們出現(xiàn)的時(shí)間比“摩爾定律”要早，持續(xù)時(shí)間比它要長(zhǎng)，聲勢(shì)更加驚人，事實(shí)上，它們正在向天空的極限發(fā)起挑戰(zhàn)，同時(shí)也在人們關(guān)于未來(lái)的想象力上發(fā)起挑戰(zhàn)！

先來(lái)一個(gè)睡前小故事開(kāi)開(kāi)胃：

在很久很久以前，有一個(gè)聰明人發(fā)明了國(guó)際象棋，終日沉浸在酒池肉林的國(guó)王第一次享受到某種高級(jí)的精神生活，龍顏大悅，于是要打賞這名聰明人。

他說(shuō)：“我不要你的重賞，陛下，只要你在我的棋盤上賞一些麥子就行了。在棋盤的第 1 個(gè)格子里放 1 粒，在第 2 個(gè)格子里放 2 粒，在第 3 個(gè)格子里放 4 粒，在第 4 個(gè)格子里放 8 粒，依此類推，以后每一個(gè)格子里放的麥粒數(shù)都是前一個(gè)格子里放的麥粒數(shù)的 2 倍，直到放滿第 64 個(gè)格子就行了”。區(qū)區(qū)小數(shù)，幾粒麥子，這有何難，“來(lái)人”，國(guó)王令人如數(shù)付給他。

計(jì)數(shù)麥粒的工作開(kāi)始了，第一格內(nèi)放 1 粒，第二格內(nèi)放 2 粒第三格內(nèi)放 4 粒，…還沒(méi)有到第二十格，一袋麥子已經(jīng)空了。一袋又一袋的麥子被扛到國(guó)王面前來(lái)。但是，麥粒數(shù)一格接一格飛快增長(zhǎng)著，國(guó)王很快就看出，即便拿出全國(guó)的糧食，也兌現(xiàn)不了他對(duì)西塔的諾言。

原來(lái)，所需麥?？倲?shù)為： =18446744073709551615。

這就是指數(shù)化模型的威力。而在科技界，就有這樣一條與之類似的準(zhǔn)則在挑戰(zhàn)著極限，它就是摩爾定律。它簡(jiǎn)直就是一道巫師口中的咒語(yǔ)，指引著數(shù)字科技產(chǎn)品發(fā)展的速度和方向。

　　疲態(tài)盡顯的“摩爾定律”

SIA 協(xié)會(huì)，即“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)”，它在全美半導(dǎo)體行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、研發(fā)等方面居于領(lǐng)導(dǎo)地位。近日，它發(fā)布了一份報(bào)告，預(yù)測(cè)了在 2021 年之后，公司再也不可能出于商業(yè)盈利的動(dòng)機(jī)，設(shè)法讓芯片變得更小。相反，它們會(huì)選擇在芯片大小不變的情況下，從晶體管的“平面分布”過(guò)渡到“垂直分布”。也就是說(shuō)，在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)好幾層電路的疊加。

如果還想象不來(lái)，說(shuō)白了就是，以前大家都是在一個(gè)偌大的停車場(chǎng)上停車，現(xiàn)在停車場(chǎng)修建成了立體車庫(kù)。

這樣的預(yù)測(cè)背后的意義非常重大，它意味著摩爾定律即將走向衰竭。而讓未來(lái)變得更加迷霧重重的證據(jù)并不僅僅來(lái)自這一方面。

國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖（International Technology Roadmap for Semiconductors，簡(jiǎn)寫 ITRS），是由世界上五個(gè)主要的半導(dǎo)體制造國(guó)家的相關(guān)協(xié)會(huì)所資助的組織，由許多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)專家組成工作小組每年進(jìn)行數(shù)次討論，并提出一些報(bào)告與文檔，希望集成電路與其應(yīng)用的相關(guān)產(chǎn)業(yè)能以最經(jīng)濟(jì)的方式健康發(fā)展。20 多年來(lái)，這個(gè)起源于美國(guó)，進(jìn)而將其影響力擴(kuò)散到全世界的行業(yè)建議和規(guī)劃指南一直在穩(wěn)定更新，而如今該組織宣布，路線圖將不再做進(jìn)一步的更新了……

科技媒體界的記者們敏銳地捕捉到了這一現(xiàn)象。紐約時(shí)報(bào)的記者 John Markoff 指出：目前的科技公司想要順應(yīng)摩爾定律，真的是倍感吃力，盡管現(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)室里還能出現(xiàn)一些創(chuàng)新，還能讓摩爾定律站得住腳，但是在商業(yè)世界中體現(xiàn)出的好處則越來(lái)越不明顯了。在 2015 年的 7 月，英特爾公司就對(duì)外表示，以往它是兩年進(jìn)行一次技術(shù)更新升級(jí)，如今為了應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，不得不調(diào)整為兩年半。隨著芯片技術(shù)逐漸逼近原子級(jí)別，科技領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新速度真的大大減緩了……

但是 Ray Jurzweil （谷歌的技術(shù)總監(jiān)。在人工智能、機(jī)器人、深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域，Kurzweil被視為一個(gè)奇才。）認(rèn)為這并沒(méi)有什么值得擔(dān)憂的：所謂摩爾定律，只不過(guò)是更加宏大的技術(shù)進(jìn)步全景圖上的一塊版圖，一個(gè)環(huán)節(jié)而已，在集成電路出現(xiàn)之前，有四大技術(shù)也是遵循著從“爆發(fā)”到“放緩”這樣的路徑，它們分別是“機(jī)電行業(yè)”、“電訊傳輸”、“真空管”和“晶體管”。如果放到這樣一個(gè)更大的尺度下去總結(jié)，應(yīng)該統(tǒng)一被形容為“科技回報(bào)遞減規(guī)律”。

在這里尤其需要指出：人們似乎普遍走進(jìn)這樣一個(gè)誤區(qū)，覺(jué)得“摩爾定律”萬(wàn)能，只要是科技行業(yè)內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步都是遵循這個(gè)趨勢(shì)。其實(shí)不是這樣的，它是針對(duì)計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)及性能進(jìn)步所做出的預(yù)測(cè)，其他技術(shù)，比如生物芯片、納米科技等領(lǐng)域，跟“摩爾定律”并不沾邊。

同時(shí)，它也不是某種真的能寫在教科書上，與“牛頓第一定律”經(jīng)典不朽的客觀定理，它只不過(guò)是一個(gè)比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)模型，而這樣一個(gè)準(zhǔn)確性維持了半個(gè)多世紀(jì)的預(yù)言，即將在 2020 年走向終結(jié)。

垂垂老矣的“摩爾定律”即將倒下，然而絕大多數(shù)人并不知道，在它的身邊還站著各種以規(guī)模化態(tài)勢(shì)前進(jìn)的“定律”，它們出現(xiàn)的時(shí)間比“摩爾定律”要早，持續(xù)時(shí)間比它要長(zhǎng)，前進(jìn)的勢(shì)頭更加迅猛，坦白來(lái)說(shuō)，它們正在向天空的極限發(fā)起挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)人們的想象力發(fā)起挑戰(zhàn)！

“庫(kù)米定律”（Koomey“s Law）

計(jì)算設(shè)備的耗電量每 18 個(gè)月就會(huì)下降一半。這個(gè)定律沒(méi)多少人知道，但是它在上世紀(jì) 50 年代就已經(jīng)出現(xiàn)了，要知道那個(gè)時(shí)候還沒(méi)有“微處理器”這回事呢！而且，它的前進(jìn)速度也比“摩爾定律”來(lái)得更加迅猛。摩爾定律是將近兩年的時(shí)間，芯片的尺寸減小一倍，而“庫(kù)米定律”折射到現(xiàn)實(shí)中，每 1.57 年，一度電所支持的計(jì)算性能就會(huì)提升一倍！

凱德?tīng)柖桑↘ryder“s Law）

它的內(nèi)容其實(shí)跟“摩爾定律”很像。“摩爾定律”說(shuō)的是芯片的尺寸每 18 個(gè)月縮小一倍，“凱德?tīng)柖?rdquo;說(shuō)的是設(shè)備能夠容納數(shù)字信息的能力，每 18 個(gè)月提升一倍。在 1980 年，希捷公司推出了世界上第一款 5.25 英寸的磁盤，在當(dāng)時(shí)能夠存儲(chǔ) 5 MB 的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)的售價(jià)是 1500 美金。如今，35 年過(guò)去了，還是這家公司，你可以花 600 美金，購(gòu)買一個(gè) 6000 GB 的硬盤！這在存儲(chǔ)性能上實(shí)現(xiàn)了百萬(wàn)倍的跨越，而價(jià)格縮小了七分之一。

“庫(kù)伯定律”（Cooper“s Law）

（圖注：上圖這位老先生就是 Marty Cooper 本人，他是世界上第一個(gè)在公共場(chǎng)合使用手持電話的人。當(dāng)時(shí)的手持電話在中國(guó)大陸有一個(gè)更加土氣的名字：大哥大。）

其實(shí)，這世界上存在著比“摩爾定律”更加古老，更加驚人的定律，這其中尤其以通訊技術(shù)的進(jìn)步最為矚目?，F(xiàn)在我們按照某個(gè)無(wú)線電波所能覆蓋到的固定區(qū)域?yàn)槔?，這個(gè)區(qū)域中所出現(xiàn)的“同步通訊交互”（它有可能是語(yǔ)音傳遞，又或者是數(shù)據(jù)傳遞）數(shù)量，每 30 個(gè)月就翻一番！而這樣的趨勢(shì)已經(jīng)持續(xù)了 104 年！

發(fā)現(xiàn)這個(gè)定律的人名叫 Marty Cooper，由此得名“庫(kù)伯定律”。Marty Cooper 這個(gè)人可不一般，雖說(shuō)他在科技史上的地位重若千鈞，但是幾乎沒(méi)什么人知道他。

他是現(xiàn)代移動(dòng)手機(jī)之父，其地位不亞于電話的發(fā)明者亞歷山大·格拉漢姆·貝爾。在上世紀(jì) 70 年代，他在摩托羅拉公司工作，當(dāng)他看到當(dāng)時(shí)的車載電話上所采用的蜂窩技術(shù)之后，意識(shí)到這個(gè)技術(shù)可以拿來(lái)做更小巧的電話，這種電話可以放在人們的口袋里，徹底擺脫電話線的束縛！于是，他立刻組建了一支團(tuán)隊(duì)研發(fā)，并在 1983 年將“移動(dòng)電話”的概念帶到市場(chǎng)上。同時(shí)，他也是歷史上，在公眾場(chǎng)合第一個(gè)撥打手機(jī)的用戶！

之所以說(shuō)“庫(kù)伯定律”比“摩爾定律”更加經(jīng)典，更加堅(jiān)不可摧，主要是基于以下事實(shí)：

從 1897 年吉列爾莫·馬可尼 （ Guglielmo Marconi） 用無(wú)線電報(bào)傳遞莫爾斯電碼， 到今天 4G 通信技術(shù)的應(yīng)用， 這個(gè)定律都被認(rèn)為是正確的。根據(jù)庫(kù)伯定律， 一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)， 在指定無(wú)線電頻譜中傳遞的信息量每?jī)赡臧刖头环?。而互?lián)網(wǎng)的比特?cái)?shù)量也在每 16 個(gè)月翻一倍。目前尚未失效！

而且更酷的是，無(wú)線射頻傳遞過(guò)程中的信息量，不同于芯片上的晶體管，它不存在物理空間的極限限制，只要架設(shè)更多的線路，更多的帶寬，搭建更多的終端，信息傳輸量就會(huì)永無(wú)止境地向上遞增！

“巴特爾定律”（Butters“ Law）

既然無(wú)線射頻中傳輸?shù)男畔⒘靠梢猿尸F(xiàn)指數(shù)化暴漲，那么光纖呢？由此我們迎來(lái)了“巴特爾定律”（Butters“ Law）。即：“從一根光纖中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)量，每 9 個(gè)月就會(huì)翻一倍，這也意味著在光纖網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)傳輸成本每 9 個(gè)月的時(shí)間就會(huì)下降一半！有的同學(xué)聽(tīng)到這里肯定會(huì)納悶，既然這條定律一直是真的，為啥我每個(gè)月電信光纖上網(wǎng)服務(wù)費(fèi)還得一兩百元呢？成本雖然降了，但是里面仍然有一些不可描述之原因，希望各位仔細(xì)咂摸品味。

“尼爾森定律”（Nielson“ Law）

“尼爾森定律”指出：“平均每個(gè)家庭所享受到的帶寬，每 21 個(gè)月就要翻一倍！”這當(dāng)然也是指數(shù)化增長(zhǎng)的曲線，這也是為什么現(xiàn)在很多大的電訊公司，價(jià)格一降再降，但是仍然可以從中獲得豐厚利潤(rùn)的主要原因。

對(duì)了，現(xiàn)在還有人記得“調(diào)制解調(diào)器”么？那個(gè)時(shí)候它聯(lián)網(wǎng)時(shí)嗡嗡作響，人們管它叫做“貓”。想想現(xiàn)在是否還有可能通過(guò)調(diào)制解調(diào)器，在互聯(lián)網(wǎng)上看一部 Netflix 的電影？那估計(jì)真的是一張又一張的幻燈片吧？

“馬特凱菲定律”（Metcalfe“s Law）

當(dāng)你獲得了更加穩(wěn)定，快速的網(wǎng)絡(luò)，并且上網(wǎng)資費(fèi)還在逐年下滑，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)個(gè)人，進(jìn)而對(duì)全社會(huì)所貢獻(xiàn)的價(jià)值就進(jìn)一步凸顯出來(lái)。這個(gè)比例其實(shí)也是指數(shù)化增長(zhǎng)的。Metcalfe 定律指的是：“電訊網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值跟它所覆蓋的用戶數(shù)量是呈正相關(guān)增長(zhǎng)，如果說(shuō)你的網(wǎng)絡(luò)覆蓋了 10 個(gè)人，其價(jià)值是 100，那么等到你的網(wǎng)絡(luò)覆蓋人數(shù)翻倍，到了 20 人，那么價(jià)值就會(huì)上漲 4 倍，成為 400！”

所以，雖然摩爾定律接近極限，就要衰竭，但是其他定律依然發(fā)揮著無(wú)比強(qiáng)大的作用，正是它們?cè)炀土巳缃襁@個(gè)充滿無(wú)限想象力的世界。在本文即將結(jié)束的時(shí)候，希望各位讀者都能夠打開(kāi)灌籃高手主題曲《直到世界盡頭》了，作為此時(shí)的 BGM。

也正因?yàn)橛羞@些定律的支撐，前幾年各大媒體，論壇上所不斷提及的“數(shù)字鴻溝”，現(xiàn)在逐漸消失在人們的視野當(dāng)中了。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，科技產(chǎn)品的普及，其規(guī)?；穆晞?shì)遠(yuǎn)超人們的想象。

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