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信息时代人人都要了解的IT定律

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《信息传》和《浪潮之巅》

最近读了吴军博士的《信息传》和《浪潮之巅》第四版,书中总结了信息产业的规律:

  • 《浪潮之巅 上》第5章 信息产业的生态链
  • 《浪潮之巅 上》第16章 信息产业的规律性
  • 《信息传》第十五章 信息技术和产业发展的规律

在这两本书的基础上,结合我看到的其它资料,写了篇读书笔记,记录信息时代人人都要了解的IT定律。


与任何事物一样,IT产业也是不断变化和发展,并且有其自身发展规律的。这些规律被IT领域的人总结成了一些定律,称为IT定律(ITLaws)。本文将为你介绍这些定律,并且提供一些可以帮助你理解它们的例子。

摩尔定律

摩尔定律

1965年,摩尔博士提出了著名的摩尔定律,即半导体集成电路的性能每两年会翻番。后来,行业内卷把这个周期缩短到18个月。

翻番增长是非常惊人的发展速度。想必大家都听过“国际象棋盘与麦粒”问题。若在国际象棋盘上放置麦粒,第1个棋格放1粒,此后每一棋格放置的麦粒数是前一棋格的2倍…这样放下去,要放满这个棋盘(64格),全世界的小麦都不够。

国际象棋盘与麦粒问题

所以,人们多次怀疑摩尔定律还能适用多少年,就连摩尔本人一开始也只认为IT领域可以按这么高的速度发展10年,至于以后会怎样,当时他也说不清。而事实上,从二战结束至今,IT领域的技术进步一直是每一到两年翻一番,至今看不到停下来的迹象。直到今天,摩尔定律居然依然适用,不过现在它主要体现在手机的处理器上。从苹果第一代iPhone手机到2017年底上市的iPhone X性能基本上提升了100倍,赶上了摩尔定律的速度。在人类文明史上,还没有任何其他行业能够做到这一点。

摩尔定律的例子

计算机运行速度

1945年,世界上第一台电子计算机ENIAC(埃尼亚克)的速度是能在一秒钟内完成5000次定点的加减法运算。这个30米长、2米多高的庞然大物.重27吨,耗电15万瓦。

截至2019年,英伟达的一个GPU(图像处理器)一秒钟就可以进行100万亿次浮点运算,比ENIAC的速度快了近万亿倍。

信息存储

ENIAC(埃尼亚克)当时还没有内存,只能靠20个字长的寄存器存储信息。如果把它折合成今天的存储容量,还不到100字节。1976年,苹果计算机的软盘驱动器容量为160KB,大约能存下80页的中文书。30多年后,普通的个人
电脑硬盘容量可以达到500GB,是当时苹果机的300多万倍。大约每15个月就翻一番。

信息传输

https://www.zhihu.com/question/28138724

不说远的,就说00年开始使用MODEM(调制解调器)上网,56kbps的速率,价格非常贵。现在每家每户宽带最少100M起,价格也非常亲民。

[调制解调器][https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B0%83%E5%88%B6%E8%A7%A3%E8%B0%83%E5%99%A8]
调制解调器设计的最主要的进步是1990年代晚期推出的56 kbps标准。这个标准类似于更早的1980年代被用户拒绝的高度/低速系统,但是随着互联网使用的普及稍微的牺牲一点速度换来使用性被逐渐接受。

摩尔定律为何一直适用?

从1965年至今,甚至从二战结束至今,摩尔定律一直适用。其原因这要有三个:

信息产业所需要的原材料非常少,成本几乎是零。真正有价值的是工艺,只需要不断地提升技术水平。

信息产业接受并遵从了摩尔定律的周期,按照摩尔定律规定的速度要求去“挤牙膏”、做规划。

在摩尔定律周期内,软件公司会开发与硬件相匹配的应用(如大型游戏),吃掉齐出来的牙膏,倒逼硬件公司在下一个周期升级性能,形成了工艺升级闭环。

闭环(闭环结构)也叫反馈控制系统,是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较,由此产生一个偏差信号,利用此偏差信号进行调节控制,使输出值尽量接近于期望值。

今天我们每一个人都是摩尔定律的直接或间接的受益者。任何一个使用手机的人,都会感觉到它的性能和服务品质较20年前的变化。今天全世界上万亿个芯片都在服务于人类,这让我们节省了大量的体力和脑力,也使人类在整体上获得了富裕和快乐。

安迪——比尔定律

在2011年之前的20年里,世界上的个人电脑销量在持续增长。2012年之后,虽然平板电脑等移动智能设备的迅速普及使得个人电脑的销量开始下降,但是据英特尔的财报显示,使用英特尔x86处理器的服务器销量依然保持稳定增长,而微软也在扩大它在企业级软件市场的占有率。那么,是什么动力促使人们不断地主动更新自己的硬件呢?IT界把它总结成安迪——比尔定律,它的原话是“比尔要拿走安迪所给的(What Andy gives, Bill takes away.)。”

这里面的安迪是英特尔公司已故的带有传奇色彩的CEO安迪·格鲁夫(AndyGrove),而比尔就是大家熟知的微软公司创始人比尔·盖茨(BillGates)。

安迪·格鲁夫和比尔·盖茨

是的,无论再强大的硬件性能,都将被​软件吃掉。​

office97 vs office2019

我们稍微比较微软的office97与2019,立马就能理解“安迪——比尔定律”的意思。

office1997的安装包大概10Mb,安装之后占地22MB。office2019安装完成之后大概占2.7GB。二者相差100倍。

office97
office92019

虽然二者核心功能相近,但是使用体验相差巨大。

office97 vs office2019

Wintel

对用户来讲,今天买一台能用的计算机和10年前买一台当时能用的计算机,花出去的钱是差不多的,而智能手机甚至更贵一些。当然,微软和其他软件开发商在吃掉大部分硬件提升好处的同时,或多或少地会给用户带来一些新东西。因此,人们把PC时代的产业格局描述成WinTel,即Windows加上Intel。

在安迪–比尔定律中,“安迪”像是个天使,他总在不断给用户更多的东西,而“比尔”则像是个魔鬼,总和大家做对。但是,如果比尔这个魔鬼消失了,安迪就不复存在了。

ARM——Android定律

2007年,Google成立了安卓(Android)联盟,它包括世界上一大半处理器芯片制造商、手机厂商和移动运营商,其核心是围绕开源的安卓手机操作系统,打造一个开放而兼容的移动通信产业。2008年,和Google深度合作的几家手机厂商开始推出采用Google安卓操作系统的手机。虽然一开始,安卓手机的销量少于提前一年面世的苹果手机,同时它们还面临着来自微软、诺基亚和黑莓的竞争,但是很快一个类似于当年WinTel的格局就形成了。只不过起到当年微软Windows作用的是Google的安卓,而高通、博通和美满电子这一大两小的基于ARM的手机芯片公司起到了当年英特尔和AMD的作用。这个格局可以描述成Android-ARM,甚至可以简单地把它看成是2.0版的安迪–比尔定律。虽然随后三星和海思(华为的半导体子公司)取代了博通和美满电子,小米、华为和OPPO/vivo在手机市场分到了一杯羹,但是这并没有改变Android-ARM主导操作系统和芯片的格局。更关键的是,对用户和产业来讲,安迪–比尔定律所描绘的那种通过增加软件功能吃掉硬件性能提升的规律依然适用。

QQ安装包

前一段看到一个新闻,提到QQ的安装包以前大概是900MB左右,现在缩减至625MB。

QQ 8.8.88安卓版发布:安装包缩小至625MB

手机QQ是众多手机应用之一,更常用的还有微信、支付宝等。这些APP会耗尽手机的性能,逼迫用户不断的更换新的手机。

安迪–比尔定律把原本属于耐用消费品的电脑、手机等商品变成了消耗性商品,刺激着整个IT行业的发展。因此,今天智能手机的产业格局依然符合升级到了ARM+Android的安迪–比尔定律。整个产业的结构和过去PC产业形式相似,只是硬件和软件两头分别都换了公司而已。

反摩尔定律

Google前CEO埃里克·施密特(Eric Schmidt)在一次采访中指出,如果你反过来看摩尔定律,一个IT公司如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品,它的营业额就要降一半。IT界把它称为反摩尔定律。

对于IT公司而言,反摩尔定律是非常可怕的,因为一个IT公司付出同样的劳动,却只得到以前一半的收人。反摩尔定律逼着所有的硬件设备公司都必须赶上摩尔定律规定的更新速度。

反摩尔定律使得IT行业不可能像石油工业或飞机制造业那样只追求量变,而必须不断寻找革命性的创造发明。因为任何一家公司,一旦技术发展赶不上摩尔定律的要求,用不了几年就会被淘汰。因此,大公司除了要保持很高的研发投人,还要时刻注意周边相关新技术的发展,经常收购有革命性新技术的小公司。它们甚至会出钱投资一些有前景的小公司。在这方面,最典型的代表是思科公司,它在过去的30年里,投资并收购了很多自己投资的小公司。今天,成立投资基金,在早期投资新技术,已经成为了IT公司保持自己竞争力的通行做法。

摩尔定律2.0

【亦】唠唠苹果M1 Ultra:半导体新时代!

先进封装开启摩尔定律2.0

唠唠苹果M1 Ultra:摩尔定律2.0

在2022年的春季发布会上,苹果公司发布了M1系列芯片的新成员——M1 Ultra。对整个半导体产业来说,这也是一张有里程碑意义的芯片,率先为我们勾勒出了摩尔定律2.0时代的轮廓。这张芯片的特点是由两块M1 Max缝合出来的,M1 Ultra最大能达到20个CPU核心、64个GPU核心,128GB统一内存。对比M1 Max的参数刚好翻倍。M1 Ultra里两块M1 Max,可谓珠联璧合,宛若一体。再回看更早英特尔奔腾D的“胶水双核”,理念还是一个理念,但实际效果是天壤之别。那为什么同样的理念,今天的效果却突飞猛进?答案就是半导体产业这些年的一个新动向:先进封装。

先过封装就是把今天复杂大型的晶片封成一块芯片的技术。

什么是封装呢?半导体工艺流程分前段制程和后段制程。顾名思义,前段就是前面在晶圆上刻晶片、做电路的这些步骤,后段就是后面的步骤,封装就属于后段制程。这一步简单点讲,就是把前段制程里切下来的小晶片装到电路板上,扣上盖子,做成咱们日常能买到的比如英特尔i5、i7这些CPU。

长期以来,半导体产业的主要精力都在前段制程上,通过缩小晶片上的晶体管尺寸来提高晶片性能,但晶体管越小,再往下缩面临的物理限制就越多,难度可以说是指数级上升。从整个半导体产业来看,晶体管尺寸的物理限制是所有人都要面对的难题。无论英特尔、台积电还是三星,近年的制程升级节奏都在变慢。**所以前段卡住,发力后段做先进封装,就成了行业的共识。**除了今天的这张M1 Ultra,英特尔也在做EMIB和Foveros 3D封装,而AMD的3D封装芯片、R75800X3D将在4月20日面世。

70–20–10律

当某个领域发展成熟后(而不是群雄争霸时期),一般在全球容不下三个以上的主要竞争者。

这个行业一定有一个老大,是这个领域的主导者,不仅占据着超过一半,通常是百分之六七十的市场,并且制定了这个领域的游戏规则。老二有自己稳定的百分之二三十的市场份额,有时也会挑战老大并给老大一些颜色看看,总的来讲是受老大欺负的时间多。剩下的一群小猴子数量虽然多,却只能占到10%甚至更少的市场,基本上唯老大马首是瞻。老大总是密切注视着老二,并时不时地打压它,以防它做大。老大和老二通常都不会太在意剩下的小企业,这样就让这一群小企业有挣一些小钱的机会。

在我们熟知的个人电脑领域,微软无疑是老大,苹果是老二。剩下的公司,不仅很难挑战微软的霸主地位,和苹果也差得很远,要么替微软赚吆喝,比如大大小小的PC公司;要么就避开微软闷头挣自己的小钱,比如应用软件开发商Adobe、Intuit和赛门铁克等,日子也过得下去。

在个人电脑处理器领域英特尔是老大,以前的老二摩托罗拉已经被英特尔逐出了处理器行业,现在由AMD坐第二把交椅。

在互联网领域,Google是老大,过去雅虎是老二,现在Facebook是老二;在IT服务领域,IBM是老大,甲骨文和惠普企业是老二老三;在中国以外的电商行业,亚马逊是老大,eBay是老二,而在中国阿里巴巴是老大,京东是老二。

在全球网络设备市场,华为是老大,思科是老二,Juniper Networks是老三。2018年,加拿大因某种原因逮捕了华为的CFO孟晚舟,这里面当然有很多政治的因素。也有一个大家都不愿意说的原因,就是很多人对华为的不满,因为作为加拿大科技行业标杆的北电公司就死在华为手上。加拿大不同于美国,IT企业很少,北电是加拿大唯一一家大型IT跨国企业。这件事虽然发生在十几年前,但是梁子是结下了。微软和Google都有不少来自北电的员工,和他们聊起来,无一例外对华为没有好感。后来,华为在对待爱立信和诺基亚等欧洲电信企业时,不再像早期那么彪悍了,这才让那些老牌电信企业得以生存至今。如此,华为已经从单纯做事变成了也要做人的企业。

诺威格定律

Google研究院主任、美国计算机协会(ACM)资深会员、人工智能专家彼得·诺威格博士(Peter Norvig)认为,一家公司的市场占有率超过50%后,就无法再翻番了。这几乎是任何人都懂的大白话,却道出了许多跨国公司兴衰的根源。

诺威格定律决定了在一个市场占有主导地位的公司必须不断开拓新的财源,才能做到长盛不衰。

开拓新的财源切实可行的途径包括**“横向扩展”(Leverage)现有业务和转型**。Google从基于搜索的AdWords广告扩展到基于内容的AdSense广告,微软从操作系统Windows扩展到应用软件Office都属于成功的扩展。而GE从电器公司到传媒和金融公司则是成功的转型。

基因决定论

一家在某一领域特别成功的大公司一定已经被优化得非常适应这个市场,它的企业文化、做事方式、商业模式、市场定位等已经甚至过分适应传统的市场。这些使得该公司获得成功的内在因素会渐渐地深深植人该公司,可以说成了这家公司的基因。

一家公司的产品和服务可能随着市场的变化不断改变,但是公司的基因却很难改变。当这家公司开拓新领域时,它也会按照自己的基因克隆新的部门。遗憾的是,适应现有市场的基因未必适合新的市场。

IBM

IBM继苹果之后推出PC,当年就卖出10万台,销售额达到一亿多美元,并实现盈利。这在商业史上是空前的成功。但是,这一亿多美元还抵不上IBM接几个花旗银行计算机系统的合同。IBM的商业模式是将长期的服务捆绑到系统销售中,至今依然如此。应该讲,IBM的商业模式是一个很好的模式。但是,习惯于这种一劳永逸的商业模式和市场的IBM,很难习惯像推销家电那样辛辛苦苦地推销个人电脑。

在IBM公司内部,负责大型计算机业务和银行软件业务的部门销售额和盈利几乎在所有年头都占IBM的主要部分,这些部门在公司内部的发言权要比个人电脑部门大得多。

如果IBM将重点转移到个人电脑上,首先在公司内部就通不过。在对外竞争上,IBM早期主要的竞争对手康柏没有退路可言,只好全力以赴去拼搏。而IBM在个人电脑市场上每遇到一点挫折就退回来一点,发展顺利时就往前多前进一点,如此反反复复。好在IBM的个人电脑业务与其核心业务并不冲突,它的个人电脑部门才得以一直存在了20多年,直到最后卖给联想。在这之后,IBM干脆把自己基于x86处理器的服务器业务也卖给了联想。

微软MSN

微软的MSN部门十几年了还不能盈利,而雅虎和Google都没用几年就开始盈利,而且发展得比MSN好。这其中的根本原因是微软的商业模式是以出售客户端软件为主,不适合互联网那种以广告收入来提供免费服务的商业模式。和IBM的情况不同,免费的服务和微软的商业模式相冲突,可以想象,如果微软免费提供Office软件,业绩马上就会一落千丈。不但其盈利的Office部门不会愿意,就连华尔街也不会答应。

作为投资者,华尔街最希望看到的是IBM安心做它的系统和服务,微软老老实实卖PC软件,Google和雅虎来负责互联网。

Google

类似地,Google的基因是存储和处理信息,而不是通信,只要是与信息处理相关的领域,它都做得特别好,比如搜索、视频YouTube和在线广告,而在需要通信的领域,比如社交网络就做得不好。相反,Facebook和腾讯从本质上讲是产品驱动的通信公司,它们在社交网络和通信产品上非常在行,但是在信息处理和电子商务等很多领域的努力都以失败告终。这并非因为这些公司投人不足,也不是员工不够努力,而是因为它们的基因不对。

参考资料

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码中人
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