IT行业的“吸星大法”
爱看武打片的朋友,可能对“吸星大法”不会陌生——《笑傲江湖》中的任我行练就的一种武功。说来很简单,这种武功就是直接把对手辛辛苦苦练成的内力吸为己有。武林中人无不切齿,毕竟这有点不够光明磊落。
当然,这是小说的虚构。实际上,国家之间的争斗也与武林中的争斗差不多。
任我行在第二次世界大战之后的冷战时期,美苏之间的军备竞赛就像两大高手在比拼内力。前苏联终于体力不支解体倒下了,美国虽然也消耗了不少内力,但由于种种原冈,成为惟一的超级大国,原因之一是因为美国在电子科技方面的领先地位——秘笈叫“摩尔定律”或“摩尔法则”。
在1964年4月19日出版的、面向电子工程师的杂志《电子学》(Electronics)上,英特尔公司的创始人之一、时任仙童半导体公司发展部主任的美国戈登·摩尔(1929~),发表了一篇文章《给集成电路塞上更多的元件》。文章以3页纸的短小篇幅,发表了一个奇特的理论:“半导体芯片每18个月内集成度翻一番,价格减一半,并在今后数十年内都将保持着这种势头。”人们把它称为IT行业的摩尔定律。从此,集成电路迅速把电脑等推上高速成长的快车道。摩尔是毕业于加州伯克利大学的物理化学博士,是典型科技专家。美国正是通过这种不断更新换代的芯片和IT产品,把世界各地IT用户的钱财吸为己有——就像使用吸星大法那样。
戈登·摩尔鲜为人知的是,摩尔定律还有一位幕后英雄——1965年诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼(1918~1988)。具有传奇色彩的美国物理学家费曼,在早于摩尔的20世纪60年代初,就在加州大学工学院开了妙趣横生的物理学讲座。其中一堂课的主题是“我们在针尖上还有很大的空间”。
费曼在费曼的召唤下,从60年代中期开始,一批年轻人就一波又一波地在“针尖上”缩小集成电路的尺寸,最终诞生了摩尔定律。
摩尔定律完全依赖于硅材料。硅是一种很好的半导体,能够在人为控制的方式下导电——尽管体积缩小,但硅的晶体结构仍然能保持相对完整,而其性能不变,使芯片集成度翻番,价格减半。
从理论的角度讲,硅晶体管还能够继续缩小,直到纳米级别的生产工艺出现为止——约在2023年。摩尔本人于2007年9月18日在接受采访时的预言是2020年。到那个时候,由于控制电流的晶体管门(transistor gate)以及氧化栅极(gate oxide)距离将非常近,因此,将发生电子漂移现象(eleclrons drift)。如果这样,晶体管就会失去可靠性——它会因此无法控制电子的进出而无法读出1和0来。那时,如果替代硅晶体的材料还没有找到,摩尔定律就可能会失效。
事实上,在20世纪末,科学家们已经能操纵原子了。如果达到了当年费曼预言的人造机器的量子尺度极限,那摩尔定律就会“下岗”,而新规律将取而代之。
晶体管数量翻倍带来的好处是:更快,更小,更便宜。根据摩尔定律,芯片设计师的主要任务就是缩小晶体管的大小,然后让芯片能够容纳更多的晶体管。晶体管的增加可以让设计师为芯片添加更多的功能以节约成本。由于新旧芯片的体积一样,因此新款芯片的成本与旧款芯片一样。而小的晶体管意味着电子不需要传得过远,这就提升了芯片的性能。
综上所述,摩尔定律极大地提升了电子产品的性能。试想,20年前手机像一块砖,而现在晶体管数量的增加让液晶电视、高清晰度照相机、MP3音乐播放器等,都能装进小小的手机之中。功能更加强大、价格更加便宜的芯片,让软件工程师开发出了即时通讯、3D游戏以及网页浏览器等。
这真是乐翻了生产商,而对消费者来说,却是几多惊奇,几多无奈,只好频频掏腰包,还时常遭遇“落伍”的命运。
电脑芯片CPU不是吗?电子产品半年升一级,一年多换一代,年初推出的CPU卖3000元,到年底就降到了300元。这不是为了让你赚便宜,是告诉你年初的产品早已过时了,买最新产品吧!很多家庭买了电脑,才一两年就不得不更新换代了。很多单位花数百万元买的计算机路由器,过三五年就不得不忍痛淘汰了。
据统计,中国的计算机市场内需规模为每年700万台——2005年已拥有计算机7000多万台。这些计算机如果3年换一轮,至少要耗资1000多亿元!所谓国产微机,不过是用美国人的CPU、内存、硬盘等部件加上外壳、键盘、鼠标组装在一起。这就难怪英特尔公司的创始人、首席执行官安德鲁·格罗夫在《只有偏执狂才能生存》里,将摩尔定律引申为:“我们的成功与失败,都将以十倍速的节律运行。”
令狐冲虽然如此,我们别无选择——IT行业在发展,产品在更新,要跟上时代,我们只能这样遭受“经济剥削”。特别让我们感到隐隐作痛的是,格罗夫曾自豪地宣布:“微处理器在诞生后的25年之内,是非常准确地遵循摩尔定律的——而且至少在未来十年之内仍然会如此发展。”
为此,我们只能像《笑傲江湖》中令狐冲那样增强内力——开发具有自主知识产权的高端产品,战胜他人的吸星大法。