如果按照傳統(tǒng)的定義,現(xiàn)在做開(kāi)源硬件的公司很少。雖然,最近幾年這個(gè)領(lǐng)域公司數(shù)量有所提升,且成立了Open Source Hardware Association這樣的組織,但它依然小眾。
你可能以為原因很簡(jiǎn)單,只有空想主義者才會(huì)開(kāi)這樣的公司。但事實(shí)并非如此。與之相反,他們都很有商業(yè)頭腦,他們看到了電子技術(shù)的飛躍。
原因很微妙,我會(huì)在下面解釋。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電子技術(shù)迅速發(fā)展,本身有利于大的“封閉”的企業(yè)發(fā)展,而非小團(tuán)隊(duì)或個(gè)人創(chuàng)新;但現(xiàn)在這種情況正在改變。
近50年來(lái),微電子的發(fā)展一直受摩爾定律左右。
電子管時(shí)代,早期的消費(fèi)電子產(chǎn)品,比如收音機(jī)和電視機(jī),常常附有完整的原理圖、更換零件的清單,以及用于維修的詳細(xì)說(shuō)明或者用戶手冊(cè)。 那時(shí)候,消費(fèi)電子產(chǎn)品更新速度很慢,東西壞了我們也能對(duì)著說(shuō)明書自己修下。
但是到了20世紀(jì)80年代,晶體管出現(xiàn),個(gè)人電腦革命開(kāi)始了。在摩爾定律的推動(dòng)下,每18個(gè)月計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和內(nèi)存容量就提高一倍。小公司根本沒(méi)有必要制造硬件,因?yàn)榈饶銣慅R所有的元件、造出產(chǎn)品時(shí),新的芯片和原件可能已經(jīng)出來(lái)了,DIY的產(chǎn)品就過(guò)時(shí)了。那時(shí)候,也沒(méi)有多少人愿意去優(yōu)化軟件。因?yàn)榈饶銉?yōu)化完,新的計(jì)算設(shè)備已經(jīng)問(wèn)世,運(yùn)行這些舊軟件毫無(wú)壓力。
下圖左面的表格就是講的這個(gè)事情。黑線代表的是小公司產(chǎn)品的性能提升(假設(shè)為75%的增長(zhǎng)),紅線代表的是摩爾定律。很明顯,個(gè)人根本敵不過(guò)規(guī)律,制造創(chuàng)新的收益基本可以忽略不計(jì)。在這樣的背景下,大公司按部就班跟上摩爾定律的腳步,就是最經(jīng)濟(jì)的。
那如果莫爾定律的時(shí)間從18個(gè)月減緩到36個(gè)月呢?這些小公司就有了收益的可能。就像右圖顯示的那樣,黃色區(qū)域代表的就是有收益的區(qū)間。事實(shí)上,如果摩爾定律的速度再減緩,小公司的進(jìn)步再加速,黃色的收益區(qū)域面積還會(huì)擴(kuò)大。
曾經(jīng),你會(huì)覺(jué)得這是異想天開(kāi)。但現(xiàn)在,這正在發(fā)生。摩爾定律正在減速。許多分析師和評(píng)論家最近警告說(shuō),指數(shù)增長(zhǎng)的微電子時(shí)代即將結(jié)束。一個(gè)事實(shí)是, 1990年,晶體管數(shù)量是每18個(gè)月翻一番; 今天,這種個(gè)速度是24個(gè)月或以上。 也許不久,將放緩至36個(gè)月,最終他們會(huì)出現(xiàn)一個(gè)有效的停頓。
那時(shí)又會(huì)怎樣呢?那一天,可能你將無(wú)法在第二年購(gòu)買到更好的電腦,可能你購(gòu)買下一個(gè)閃存驅(qū)動(dòng)器的花費(fèi)相同,可能你沒(méi)辦法期待下一個(gè)手機(jī)性能更強(qiáng)大。那時(shí)候,你購(gòu)買的電子產(chǎn)品,可能“能用”很多年,電腦、手機(jī)或者其他的電子產(chǎn)品都能和手表、手勢(shì)一樣,都能成為傳家寶。
當(dāng)然,它更深遠(yuǎn)的意義在于,他預(yù)示了許多創(chuàng)新的小企業(yè)能有一個(gè)光明的未來(lái)。如果一個(gè)企業(yè)能夠提供性能更好的產(chǎn)品,在產(chǎn)品推出2-3年后有可能開(kāi)始盈利。
此外,這也意味著一個(gè)更大的標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的誕生。十年前,設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平板電腦或手機(jī)底盤,提供可以更換的零部件,很可笑。但現(xiàn)在,Google的 Project Ara做到了。
未來(lái),即使是小公司,也有機(jī)會(huì)做出這樣的平臺(tái)。大公司可以選擇繼續(xù)閉源,但就逼迫著他們必須建立起自己的平臺(tái),提供底層基礎(chǔ)設(shè)施,建立生態(tài),不斷優(yōu)化產(chǎn)品。但結(jié)果就會(huì)發(fā)現(xiàn),這是徒勞。他們應(yīng)該把更多的時(shí)間,花在改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)上。因此,會(huì)有越來(lái)越多的公司選擇開(kāi)源硬件,就像現(xiàn)在很多企業(yè)選擇開(kāi)源軟件一樣。
我能預(yù)見(jiàn)另一個(gè)變化是, 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 (FPGA)會(huì)像現(xiàn)在的CPU一樣重要。原因很簡(jiǎn)單:由于晶體管縮小到原子層面,在制造過(guò)程中出現(xiàn)缺陷必將變得更加普遍。 使用CPU,這樣的瑕疵就會(huì)影響整個(gè)設(shè)備運(yùn)行。但使用FPGA,就可以設(shè)計(jì)電路的物理布線,有效規(guī)避小缺陷帶來(lái)的大損失。此外,使用FPGA也會(huì)方便硬件之間互相分享硬件描述語(yǔ)言文件。
另一個(gè)可喜的變化是維修文化回歸。那個(gè)時(shí)候,從購(gòu)買之日起五年內(nèi),更換破舊的電子產(chǎn)品配件將不會(huì)顯得愚蠢,因?yàn)槟愀鼡Q的零件基本和你買的時(shí)候性能、價(jià)格差不多。這都將促使開(kāi)源硬件生態(tài)。
事實(shí)上,這種情形已經(jīng)有所體現(xiàn),最顯著的案例就是Arduino。Arduino的開(kāi)發(fā)板基本都是基于2005年的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的。這種穩(wěn)定性也促使其不斷增長(zhǎng)。另一個(gè)例子就是中國(guó)的山寨現(xiàn)象。中國(guó)的山寨企業(yè)多是小公司,依靠穩(wěn)定的平臺(tái)、“社區(qū)分享”,以很少的經(jīng)費(fèi)創(chuàng)造了很多神奇的結(jié)果。
在未來(lái),還會(huì)有很多類似的開(kāi)源硬件生態(tài)系統(tǒng)的生根、發(fā)芽、結(jié)果。
不可否認(rèn),摩爾定律放緩,對(duì)大公司來(lái)說(shuō),是個(gè)悲劇,但對(duì)于羽翼未豐的開(kāi)源硬件公司來(lái)說(shuō),是個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)。