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摩爾定律“死了”,開源硬件“活了”
摩爾定律“死了”,開源硬件“活了”
36氪     阅读简体中文版



編者按:本文編譯自《 The Death of Moore’s Law Will Spur Innovation》,有改動。原文發表于IEEE Spectrum,作者著名硬件黑客Andrew “bunnie” Huang,著有《Hacking the Xbox》一書。題圖來自Serge Bloch。


如果按照傳統的定義,現在做開源硬件的公司很少。雖然,最近幾年這個領域公司數量有所提升,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單,只有空想主義者才會開這樣的公司。但事實并非如此。與之相反,他們都很有商業頭腦,他們看到了電子技術的飛躍。


原因很微妙,我會在下面解釋。簡單來說,電子技術迅速發展,本身有利于大的“封閉”的企業發展,而非小團隊或個人創新;但現在這種情況正在改變。




近50年來,微電子的發展一直受摩爾定律左右。


電子管時代,早期的消費電子產品,比如收音機和電視機,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說明或者用戶手冊。 那時候,消費電子產品更新速度很慢,東西壞了我們也能對著說明書自己修下。


但是到了20世紀80年代,晶體管出現,個人電腦革命開始了。在摩爾定律的推動下,每18個月計算機的運算速度和內存容量就提高一倍。小公司根本沒有必要制造硬件,因為等你湊齊所有的元件、造出產品時,新的芯片和原件可能已經出來了,DIY的產品就過時了。那時候,也沒有多少人愿意去優化軟件。因為等你優化完,新的計算設備已經問世,運行這些舊軟件毫無壓力。


下圖左面的表格就是講的這個事情。黑線代表的是小公司產品的性能提升(假設為75%的增長),紅線代表的是摩爾定律。很明顯,個人根本敵不過規律,制造創新的收益基本可以忽略不計。在這樣的背景下,大公司按部就班跟上摩爾定律的腳步,就是最經濟的。



那如果莫爾定律的時間從18個月減緩到36個月呢?這些小公司就有了收益的可能。就像右圖顯示的那樣,黃色區域代表的就是有收益的區間。事實上,如果摩爾定律的速度再減緩,小公司的進步再加速,黃色的收益區域面積還會擴大。


曾經,你會覺得這是異想天開。但現在,這正在發生。摩爾定律正在減速。許多分析師和評論家最近警告說,指數增長的微電子時代即將結束。一個事實是, 1990年,晶體管數量是每18個月翻一番; 今天,這種個速度是24個月或以上。 也許不久,將放緩至36個月,最終他們會出現一個有效的停頓。


那時又會怎樣呢?那一天,可能你將無法在第二年購買到更好的電腦,可能你購買下一個閃存驅動器的花費相同,可能你沒辦法期待下一個手機性能更強大。那時候,你購買的電子產品,可能“能用”很多年,電腦、手機或者其他的電子產品都能和手表、手勢一樣,都能成為傳家寶。


當然,它更深遠的意義在于,他預示了許多創新的小企業能有一個光明的未來。如果一個企業能夠提供性能更好的產品,在產品推出2-3年后有可能開始盈利。


此外,這也意味著一個更大的標準化平臺的誕生。十年前,設計、生產一個標準的平板電腦或手機底盤,提供可以更換的零部件,很可笑。但現在,Google的 Project Ara做到了。


未來,即使是小公司,也有機會做出這樣的平臺。大公司可以選擇繼續閉源,但就逼迫著他們必須建立起自己的平臺,提供底層基礎設施,建立生態,不斷優化產品。但結果就會發現,這是徒勞。他們應該把更多的時間,花在改善產品設計上。因此,會有越來越多的公司選擇開源硬件,就像現在很多企業選擇開源軟件一樣。


我能預見另一個變化是, 現場可編程門陣列 (FPGA)會像現在的CPU一樣重要。原因很簡單:由于晶體管縮小到原子層面,在制造過程中出現缺陷必將變得更加普遍。 使用CPU,這樣的瑕疵就會影響整個設備運行。但使用FPGA,就可以設計電路的物理布線,有效規避小缺陷帶來的大損失。此外,使用FPGA也會方便硬件之間互相分享硬件描述語言文件。


另一個可喜的變化是維修文化回歸。那個時候,從購買之日起五年內,更換破舊的電子產品配件將不會顯得愚蠢,因為你更換的零件基本和你買的時候性能、價格差不多。這都將促使開源硬件生態。


事實上,這種情形已經有所體現,最顯著的案例就是Arduino。Arduino的開發板基本都是基于2005年的產品設計的。這種穩定性也促使其不斷增長。另一個例子就是中國的山寨現象。中國的山寨企業多是小公司,依靠穩定的平臺、“社區分享”,以很少的經費創造了很多神奇的結果。


在未來,還會有很多類似的開源硬件生態系統的生根、發芽、結果。

不可否認,摩爾定律放緩,對大公司來說,是個悲劇,但對于羽翼未豐的開源硬件公司來說,是個絕佳的機會。

2015-08-23 08:48

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