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摩尔定律终结，然而科技浪潮并不会因此消退

五十度硅语：

既然本站名字五十度硅，那么今天我们就来聊聊有关硅的事儿。

垂垂老矣的「摩尔定律」即将倒下，然而绝大多数人并不知道，在它的身边还站着各种以规模化态势前进的「定律」，它们出现的时间比「摩尔定律」要早，持续时间比它要长，声势更加惊人，事实上，它们正在向天空的极限发起挑战，同时也在人们关于未来的想象力上发起挑战！

先来一个睡前小故事开开胃：

在很久很久以前，有一个聪明人发明了国际象棋，终日沉浸在酒池肉林的国王第一次享受到某种高级的精神生活，龙颜大悦，于是要打赏这名聪明人。

他说：「我不要你的重赏，陛下，只要你在我的棋盘上赏一些麦子就行了。在棋盘的第 1 个格子里放 1 粒，在第 2 个格子里放 2 粒，在第 3 个格子里放 4 粒，在第 4 个格子里放 8 粒，依此类推，以后每一个格子里放的麦粒数都是前一个格子里放的麦粒数的 2 倍，直到放满第 64 个格子就行了」。区区小数，几粒麦子，这有何难，「来人」，国王令人如数付给他。

计数麦粒的工作开始了，第一格内放 1 粒，第二格内放 2 粒第三格内放 4 粒，…还没有到第二十格，一袋麦子已经空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。但是，麦粒数一格接一格飞快增长着，国王很快就看出，即便拿出全国的粮食，也兑现不了他对西塔的诺言。

原来，所需麦粒总数为：＝18446744073709551615。

这就是指数化模型的威力。而在科技界，就有这样一条与之类似的准则在挑战着极限，它就是摩尔定律。它简直就是一道巫师口中的咒语，指引着数字科技产品发展的速度和方向。

疲态尽显的「摩尔定律」

SIA 协会，即「半导体产业协会」，它在全美半导体行业的生产、设计、研发等方面居于领导地位。近日，它发布了一份报告，预测了在 2021 年之后，公司再也不可能出于商业盈利的动机，设法让芯片变得更小。相反，它们会选择在芯片大小不变的情况下，从晶体管的「平面分布」过渡到「垂直分布」。也就是说，在一个芯片上实现好几层电路的叠加。

如果还想象不来，说白了就是，以前大家都是在一个偌大的停车场上停车，现在停车场修建成了立体车库。

这样的预测背后的意义非常重大，它意味着摩尔定律即将走向衰竭。而让未来变得更加迷雾重重的证据并不仅仅来自这一方面。

国际半导体技术发展路线图（International Technology Roadmap for Semiconductors，简写 ITRS），是由世界上五个主要的半导体制造国家的相关协会所资助的组织，由许多半导体产业专家组成工作小组每年进行数次讨论，并提出一些报告与文档，希望集成电路与其应用的相关产业能以最经济的方式健康发展。20 多年来，这个起源于美国，进而将其影响力扩散到全世界的行业建议和规划指南一直在稳定更新，而如今该组织宣布，路线图将不再做进一步的更新了……

科技媒体界的记者们敏锐地捕捉到了这一现象。纽约时报的记者 John Markoff 指出：目前的科技公司想要顺应摩尔定律，真的是倍感吃力，尽管现在在实验室里还能出现一些创新，还能让摩尔定律站得住脚，但是在商业世界中体现出的好处则越来越不明显了。在 2015 年的 7 月，英特尔公司就对外表示，以往它是两年进行一次技术更新升级，如今为了应对挑战，不得不调整为两年半。随着芯片技术逐渐逼近原子级别，科技领域的技术创新速度真的大大减缓了……

但是 Ray Jurzweil （谷歌的技术总监。在人工智能、机器人、深度学习等领域，Kurzweil被视为一个奇才。）认为这并没有什么值得担忧的：所谓摩尔定律，只不过是更加宏大的技术进步全景图上的一块版图，一个环节而已，在集成电路出现之前，有四大技术也是遵循着从「爆发」到「放缓」这样的路径，它们分别是「机电行业」、「电讯传输」、「真空管」和「晶体管」。如果放到这样一个更大的尺度下去总结，应该统一被形容为「科技回报递减规律」。

在这里尤其需要指出：人们似乎普遍走进这样一个误区，觉得「摩尔定律」万能，只要是科技行业内的技术进步都是遵循这个趋势。其实不是这样的，它是针对计算机芯片技术及性能进步所做出的预测，其他技术，比如生物芯片、纳米科技等领域，跟「摩尔定律」并不沾边。

同时，它也不是某种真的能写在教科书上，与「牛顿第一定律」经典不朽的客观定理，它只不过是一个比较准确的预测模型，而这样一个准确性维持了半个多世纪的预言，即将在 2020 年走向终结。

垂垂老矣的「摩尔定律」即将倒下，然而绝大多数人并不知道，在它的身边还站着各种以规模化态势前进的「定律」，它们出现的时间比「摩尔定律」要早，持续时间比它要长，前进的势头更加迅猛，坦白来说，它们正在向天空的极限发起挑战，同时也对人们的想象力发起挑战！

「库米定律」（Koomey's Law）

计算设备的耗电量每 18 个月就会下降一半。这个定律没多少人知道，但是它在上世纪 50 年代就已经出现了，要知道那个时候还没有「微处理器」这回事呢！而且，它的前进速度也比「摩尔定律」来得更加迅猛。摩尔定律是将近两年的时间，芯片的尺寸减小一倍，而「库米定律」折射到现实中，每 1.57 年，一度电所支持的计算性能就会提升一倍！

凯德尔定律（Kryder's Law）

它的内容其实跟「摩尔定律」很像。「摩尔定律」说的是芯片的尺寸每 18 个月缩小一倍，「凯德尔定律」说的是设备能够容纳数字信息的能力，每 18 个月提升一倍。在 1980 年，希捷公司推出了世界上第一款 5.25 英寸的磁盘，在当时能够存储 5 MB 的数据，当时的售价是 1500 美金。如今，35 年过去了，还是这家公司，你可以花 600 美金，购买一个 6000 GB 的硬盘！这在存储性能上实现了百万倍的跨越，而价格缩小了七分之一。

「库伯定律」（Cooper‘s Law）

（图注：上图这位老先生就是 Marty Cooper 本人，他是世界上第一个在公共场合使用手持电话的人。当时的手持电话在中国大陆有一个更加土气的名字：大哥大。）

其实，这世界上存在着比「摩尔定律」更加古老，更加惊人的定律，这其中尤其以通讯技术的进步最为瞩目。现在我们按照某个无线电波所能覆盖到的固定区域为例，这个区域中所出现的「同步通讯交互」（它有可能是语音传递，又或者是数据传递）数量，每 30 个月就翻一番！而这样的趋势已经持续了 104 年！

发现这个定律的人名叫 Marty Cooper，由此得名「库伯定律」。Marty Cooper 这个人可不一般，虽说他在科技史上的地位重若千钧，但是几乎没什么人知道他。

他是现代移动手机之父，其地位不亚于电话的发明者亚历山大·格拉汉姆·贝尔。在上世纪 70 年代，他在摩托罗拉公司工作，当他看到当时的车载电话上所采用的蜂窝技术之后，意识到这个技术可以拿来做更小巧的电话，这种电话可以放在人们的口袋里，彻底摆脱电话线的束缚！于是，他立刻组建了一支团队研发，并在 1983 年将「移动电话」的概念带到市场上。同时，他也是历史上，在公众场合第一个拨打手机的用户！

之所以说「库伯定律」比「摩尔定律」更加经典，更加坚不可摧，主要是基于以下事实：

从 1897 年吉列尔莫·马可尼 ( Guglielmo Marconi) 用无线电报传递莫尔斯电码, 到今天 4G 通信技术的应用, 这个定律都被认为是正确的。根据库伯定律, 一个多世纪以来, 在指定无线电频谱中传递的信息量每两年半就翻一番。而互联网的比特数量也在每 16 个月翻一倍。目前尚未失效！

而且更酷的是，无线射频传递过程中的信息量，不同于芯片上的晶体管，它不存在物理空间的极限限制，只要架设更多的线路，更多的带宽，搭建更多的终端，信息传输量就会永无止境地向上递增！

「巴特尔定律」（Butters' Law）

既然无线射频中传输的信息量可以呈现指数化暴涨，那么光纤呢？由此我们迎来了「巴特尔定律」（Butters' Law）。即：「从一根光纤中导出的数据量，每 9 个月就会翻一倍，这也意味着在光纤网络中，数据传输成本每 9 个月的时间就会下降一半！有的同学听到这里肯定会纳闷，既然这条定律一直是真的，为啥我每个月电信光纤上网服务费还得一两百元呢？成本虽然降了，但是里面仍然有一些不可描述之原因，希望各位仔细咂摸品味。

「尼尔森定律」（Nielson' Law）

「尼尔森定律」指出：「平均每个家庭所享受到的带宽，每 21 个月就要翻一倍！」这当然也是指数化增长的曲线，这也是为什么现在很多大的电讯公司，价格一降再降，但是仍然可以从中获得丰厚利润的主要原因。

对了，现在还有人记得「调制解调器」么？那个时候它联网时嗡嗡作响，人们管它叫做「猫」。想想现在是否还有可能通过调制解调器，在互联网上看一部 Netflix 的电影？那估计真的是一张又一张的幻灯片吧？

「马特凯菲定律」（Metcalfe's Law）

当你获得了更加稳定，快速的网络，并且上网资费还在逐年下滑，互联网对个人，进而对全社会所贡献的价值就进一步凸显出来。这个比例其实也是指数化增长的。Metcalfe 定律指的是：「电讯网络的价值跟它所覆盖的用户数量是呈正相关增长，如果说你的网络覆盖了 10 个人，其价值是 100，那么等到你的网络覆盖人数翻倍，到了 20 人，那么价值就会上涨 4 倍，成为 400！」