摩爾定律終結，然而科技浪潮並不會因此消退

引用五十度硅語：

摩爾定律是科技界廣為人知的一條定律，因為它，我們的社會發生了天翻地覆的變化。然而，最近的種種跡象標明它即將走向終結，很多人有可能擔心起來，新科技浪潮給我們創造的財富難道也會縮水嗎？其實不然，雖然摩爾定律即將終結，然而這些不為人知的強大定律還在挑戰極限！

既然本站名字五十度硅，那麼今天我們就來聊聊有關硅的事兒。

垂垂老矣的「摩爾定律」即將倒下，然而絕大多數人並不知道，在它的身邊還站着各種以規模化態勢前進的「定律」，它們出現的時間比「摩爾定律」要早，持續時間比它要長，聲勢更加驚人，事實上，它們正在向天空的極限發起挑戰，同時也在人們關於未來的想象力上發起挑戰！


先來一個睡前小故事開開胃：
在很久很久以前，有一個聰明人發明了國際象棋，終日沉浸在酒池肉林的國王第一次享受到某種高級的精神生活，龍顏大悦，於是要打賞這名聰明人。

他説：「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 個格子裏放 1 粒，在第 2 個格子裏放 2 粒，在第 3 個格子裏放 4 粒，在第 4 個格子裏放 8 粒，依此類推，以後每一個格子裏放的麥粒數都是前一個格子裏放的麥粒數的 2 倍，直到放滿第 64 個格子就行了」。區區小數，幾粒麥子，這有何難，「來人」，國王令人如數付給他。

計數麥粒的工作開始了，第一格內放 1 粒，第二格內放 2 粒第三格內放 4 粒，…還沒有到第二十格，一袋麥子已經空了。一袋又一袋的麥子被扛到國王面前來。但是，麥粒數一格接一格飛快增長着，國王很快就看出，即便拿出全國的糧食，也兑現不了他對西塔的諾言。

原來，所需麥粒總數為： ＝18446744073709551615。

這就是指數化模型的威力。而在科技界，就有這樣一條與之類似的準則在挑戰着極限，它就是摩爾定律。它簡直就是一道巫師口中的咒語，指引着數字科技產品發展的速度和方向。





疲態盡顯的「摩爾定律」

SIA 協會，即「半導體產業協會」，它在全美半導體行業的生產、設計、研發等方面居於領導地位。近日，它發佈了一份報告，預測了在 2021 年之後，公司再也不可能出於商業盈利的動機，設法讓芯片變得更小。相反，它們會選擇在芯片大小不變的情況下，從晶體管的「平面分佈」過渡到「垂直分佈」。也就是説，在一個芯片上實現好幾層電路的疊加。

如果還想象不來，説白了就是，以前大家都是在一個偌大的停車場上停車，現在停車場修建成了立體車庫。
這樣的預測背後的意義非常重大，它意味着摩爾定律即將走向衰竭。而讓未來變得更加迷霧重重的證據並不僅僅來自這一方面。

國際半導體技術發展路線圖（International Technology Roadmap for Semiconductors，簡寫 ITRS），是由世界上五個主要的半導體制造國家的相關協會所資助的組織，由許多半導體產業專家組成工作小組每年進行數次討論，並提出一些報告與文檔，希望集成電路與其應用的相關產業能以最經濟的方式健康發展。20 多年來，這個起源於美國，進而將其影響力擴散到全世界的行業建議和規劃指南一直在穩定更新，而如今該組織宣佈，路線圖將不再做進一步的更新了……

科技媒體界的記者們敏鋭地捕捉到了這一現象。紐約時報的記者 John Markoff 指出：目前的科技公司想要順應摩爾定律，真的是倍感吃力，儘管現在在實驗室裏還能出現一些創新，還能讓摩爾定律站得住腳，但是在商業世界中體現出的好處則越來越不明顯了。在 2015 年的 7 月，英特爾公司就對外表示，以往它是兩年進行一次技術更新升級，如今為了應對挑戰，不得不調整為兩年半。隨着芯片技術逐漸逼近原子級別，科技領域的技術創新速度真的大大減緩了……

但是 Ray Jurzweil （Google的技術總監。在人工智能、機器人、深度學習等領域，Kurzweil被視為一個奇才。）認為這並沒有什麼值得擔憂的：所謂摩爾定律，只不過是更加宏大的技術進步全景圖上的一塊版圖，一個環節而已，在集成電路出現之前，有四大技術也是遵循着從「爆發」到「放緩」這樣的路徑，它們分別是「機電行業」、「電訊傳輸」、「真空管」和「晶體管」。如果放到這樣一個更大的尺度下去總結，應該統一被形容為「科技回報遞減規律」。
在這裏尤其需要指出：人們似乎普遍走進這樣一個誤區，覺得「摩爾定律」萬能，只要是科技行業內的技術進步都是遵循這個趨勢。其實不是這樣的，它是針對計算機芯片技術及性能進步所做出的預測，其他技術，比如生物芯片、納米科技等領域，跟「摩爾定律」並不沾邊。

同時，它也不是某種真的能寫在教科書上，與「牛頓第一定律」經典不朽的客觀定理，它只不過是一個比較準確的預測模型，而這樣一個準確性維持了半個多世紀的預言，即將在 2020 年走向終結。

垂垂老矣的「摩爾定律」即將倒下，然而絕大多數人並不知道，在它的身邊還站着各種以規模化態勢前進的「定律」，它們出現的時間比「摩爾定律」要早，持續時間比它要長，前進的勢頭更加迅猛，坦白來説，它們正在向天空的極限發起挑戰，同時也對人們的想象力發起挑戰！

「庫米定律」（Koomey's Law）

計算設備的耗電量每 18 個月就會下降一半。這個定律沒多少人知道，但是它在上世紀 50 年代就已經出現了，要知道那個時候還沒有「微處理器」這回事呢！而且，它的前進速度也比「摩爾定律」來得更加迅猛。摩爾定律是將近兩年的時間，芯片的尺寸減小一倍，而「庫米定律」折射到現實中，每 1.57 年，一度電所支持的計算性能就會提升一倍！
凱德爾定律（Kryder's Law）

它的內容其實跟「摩爾定律」很像。「摩爾定律」説的是芯片的尺寸每 18 個月縮小一倍，「凱德爾定律」説的是設備能夠容納數字信息的能力，每 18 個月提升一倍。在 1980 年，希捷公司推出了世界上第一款 5.25 英寸的磁盤，在當時能夠存儲 5 MB 的數據，當時的售價是 1500 美金。如今，35 年過去了，還是這家公司，你可以花 600 美金，購買一個 6000 GB 的硬盤！這在存儲性能上實現了百萬倍的跨越，而價格縮小了七分之一。

「庫伯定律」（Cooper‘s Law）




（圖注：上圖這位老先生就是 Marty Cooper 本人，他是世界上第一個在公共場合使用手持電話的人。當時的手持電話在中國大陸有一個更加土氣的名字：大哥大。）

其實，這世界上存在着比「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的進步最為矚目。現在我們按照某個無線電波所能覆蓋到的固定區域為例，這個區域中所出現的「同步通訊交互」（它有可能是語音傳遞，又或者是數據傳遞）數量，每 30 個月就翻一番！而這樣的趨勢已經持續了 104 年！

發現這個定律的人名叫 Marty Cooper，由此得名「庫伯定律」。Marty Cooper 這個人可不一般，雖説他在科技史上的地位重若千鈞，但是幾乎沒什麼人知道他。

他是現代移動手機之父，其地位不亞於電話的發明者亞歷山大·格拉漢姆·貝爾。在上世紀 70 年代，他在摩托羅拉公司工作，當他看到當時的車載電話上所採用的蜂窩技術之後，意識到這個技術可以拿來做更小巧的電話，這種電話可以放在人們的口袋裏，徹底擺脱電話線的束縛！於是，他立刻組建了一支團隊研發，並在 1983 年將「移動電話」的概念帶到市場上。同時，他也是歷史上，在公眾場合第一個撥打手機的用户！
之所以説「庫伯定律」比「摩爾定律」更加經典，更加堅不可摧，主要是基於以下事實：

從 1897 年吉列爾莫·馬可尼 ( Guglielmo Marconi) 用無線電報傳遞莫爾斯電碼, 到今天 4G 通信技術的應用, 這個定律都被認為是正確的。根據庫伯定律, 一個多世紀以來, 在指定無線電頻譜中傳遞的信息量每兩年半就翻一番。而互聯網的比特數量也在每 16 個月翻一倍。目前尚未失效！

而且更酷的是，無線射頻傳遞過程中的信息量，不同於芯片上的晶體管，它不存在物理空間的極限限制，只要架設更多的線路，更多的帶寬，搭建更多的終端，信息傳輸量就會永無止境地向上遞增！

「巴特爾定律」（Butters' Law）

既然無線射頻中傳輸的信息量可以呈現指數化暴漲，那麼光纖呢？由此我們迎來了「巴特爾定律」（Butters' Law）。即：「從一根光纖中導出的數據量，每 9 個月就會翻一倍，這也意味着在光纖網絡中，數據傳輸成本每 9 個月的時間就會下降一半！有的同學聽到這裏肯定會納悶，既然這條定律一直是真的，為啥我每個月電信光纖上網服務費還得一兩百元呢？成本雖然降了，但是裏面仍然有一些不可描述之原因，希望各位仔細咂摸品味。
「尼爾森定律」（Nielson' Law）

「尼爾森定律」指出：「平均每個家庭所享受到的帶寬，每 21 個月就要翻一倍！」這當然也是指數化增長的曲線，這也是為什麼現在很多大的電訊公司，價格一降再降，但是仍然可以從中獲得豐厚利潤的主要原因。

對了，現在還有人記得「調制解調器」麼？那個時候它聯網時嗡嗡作響，人們管它叫做「貓」。想想現在是否還有可能通過調制解調器，在互聯網上看一部 Netflix 的電影？那估計真的是一張又一張的幻燈片吧？

「馬特凱菲定律」（Metcalfe's Law）

當你獲得了更加穩定，快速的網絡，並且上網資費還在逐年下滑，互聯網對個人，進而對全社會所貢獻的價值就進一步凸顯出來。這個比例其實也是指數化增長的。Metcalfe 定律指的是：「電訊網絡的價值跟它所覆蓋的用户數量是呈正相關增長，如果説你的網絡覆蓋了 10 個人，其價值是 100，那麼等到你的網絡覆蓋人數翻倍，到了 20 人，那麼價值就會上漲 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揮着無比強大的作用，正是它們造就瞭如今這個充滿無限想象力的世界。在本文即將結束的時候，希望各位讀者都能夠打開灌籃高手主題曲《直到世界盡頭》了，作為此時的 BGM。

也正因為有這些定律的支撐，前幾年各大媒體，論壇上所不斷提及的「數字鴻溝」，現在逐漸消失在人們的視野當中了。因為互聯網技術的發展，科技產品的普及，其規模化的聲勢遠超人們的想象。

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資料來源：TECH2IPO