员工随笔

从英特尔CPU诞生40周年谈起
作者:中农化肥 庄贤宗 发布时间:2011-12-16 15:27:21 浏览次数 :1654
   
    本人出生的那年那月,英特尔发布了第一款电脑CPU,代号4004,集成了约2300颗晶体管。此后的历史证明了,这是推动人类社会大踏步进入信息时代的伟大产品发明。时间点的巧合,似乎注定了本人兴趣爱好与个人电脑系统的缘分对接。值此英特尔CPU进化40载之际,兹畅聊曾经混迹于软硬件的认识,谈谈系统观,以飨读者。
 
 
    ※硬件动力
 
    人生之风光,当是盛年四十、功成名就。而40载对于英特尔CPU 的演变,已到了难以想象的程度:在32纳米制程工艺下,区区5平方厘米左右面积,集成了4个睿频CPU核心,每个核心主频速度都达到了3GHz以上,晶体管总数目超过了10亿。更具技术创新威力的,在于能以每秒1000次的频度来检查和调整CPU内核的实际运行频率,达到了既高功率又低功耗的智能水准,技术创新令人叹为观止。
 
    相比缓慢的人生岁月,CPU的成长是几何级的。
 
    CPU再强,也需要周边所有元件的匹配搭档,才能充分发挥性能。高清影像、逼真游戏的娱乐需求,更是推动工程师们一再挑战元件性能极限的市场推手。电脑系统内外需求的结合,推动着内存速度一路飙升、显卡绘图性能趋向怪兽级。即使受限于机械性能极限的硬盘,也转靠闪存材料提升速度,容量更以T级计(1000MB)。
 
    这些CPU、显卡、内存、硬盘等等元件,都必须接在主板上,通过主板互相通信、协调。这个最重要却最不起眼的板子,其实是决定电脑整体性能的基础高速公路设施。为了匹配高歌猛进的高频率元件,主板必须不断重新设计,规划出能满足更高吞吐量的线路,并重新定义板上插槽或接口标准、提供对外新流行插口,从而承受更高强度的电气性能冲击。
 
    顺便说下现实问题。市场上即使提供同一性能指标的配件,价格却可能差距良多。由于制造时的材料档次和工序是完全不同的,因此随着年份推移,电气性能的差距逐渐加大,相应的故障率和使用寿命差别才逐渐显山露水。一般用户不了解其中的差距,却相应赋予了厂家商家诸多的猫腻机会。在IT产品价格不断下滑的今日,为了维持制造行业的狭小利润空间,厂家只能尽量压低制造成本,从而造成了产品性能吸引眼球、质量和使用寿命却隐形下滑的现实局面。
 
    一分钱一分货,还是永远的硬道理。
 
    这就是电脑更新换代如此之快的缘由。一台仅使用了5年左右的电脑,如果出了故障,就可能面临着买不到替换配件的尴尬境地--因为很多插槽接口规范,都已经被重新改写了,兼容性就大打折扣了,甚至无从谈起,不如重新购置新平台整机。
 
    更高更快更强,是奥运的口号,更是电脑硬件性能疯狂进化的写照。电影《2012》、《阿凡达》、《猩球崛起》,都是拜高性能电脑所赐,让所有一切不可能的场景成为可能。面对银幕上真伪难辨的神奇视觉效果,你唯有惊叹不已的份了。
 
 
    ※软件魅力
 
    仅有强大的硬件设备是不够的,驱动它们的软件系统,才是人们能够轻松驾驭电脑性能的智慧工具。10多年前,我偶然参加了微软公司的技术论坛,其间微软工程师自豪地对着麦克风宣称:WINDOWS2000的上千万行代码,他谙熟于心。要知道这可是当时最成熟、也是最复杂的操作系统!
 
    的确够厉害!不过,这仅是一个操作系统软件的知识,CPU、显卡等硬件及其他应用软件知识呢?多少子目录下,都蕴藏着无数细化的系统级、操作级等程序规范。这是一个多么庞大的产业,储存并进化着极其海量的知识资料。这个认知触动了我:这世上已不可能存在一位大师,能够掌握一台电脑里的全部智慧和技巧,哪怕多么袖珍。
 
    换句话讲:电脑知识浩如烟海,积累必须选择方向。
 
    出于工作需要,编程暂时成为我的选择。此后数年,我一边忙于业务操作,一边自学开发业务管理程序,尝尽艰辛。总的体会是:做管理程序,就是一个将业务精髓与编程技巧融会贯通总结的过程。
 
    美国人一手培育的PC电脑系统,根子深处只识别英文字母,这意味着稍微一个字母写错,就可导致整个程序报错;逻辑层次有大小内外统属之分,变量灵活多变、赋值不定,构建时层层套用、极易混淆;意外操作随时可能,设防堵漏不得省心;等等不一而足。总之,编程绝对是个累活,赛过绣花细活。
 
    15年前,公司使用的486电脑,跑的是WIN3.2系统,尽管频繁死机、功能幼稚、系统脆弱,几乎每月都要重装系统,但仍令我乐此不疲。毕竟,相比之前的黑白屏幕、只能键盘输入命令操作的DOS系统苦海,微软公司已经为我们提供了一个可以鼠标轻松点击的图形系统,这本身就是一个革命性的进步。
 
    没有鼠标和WINDOWS图形系统的结合,电脑的普及不可想象。
 
    如今我们使用的WINXP、WIN7系统,是微软公司集中了数千位最优秀软件工程师造就的智慧结晶。每个鼠标点击的背后,都隐藏着为代码优化而付出的辛勤汗水,特别是WIN7系统的稳定坚固,使PC电脑大幅降低了系统崩溃死机的概率,真正使电脑好用管用。但由于电脑是人机充分干预的机器,每日的软件应用和病毒攻击依旧可能造成系统脆弱,因此仍然不断地需要漏洞补丁、完善功能。
 
    由此,IT行业里软件工程的艰辛程度可见一斑。
 
 
    ※乔布斯剑法
 
    软硬件系统的经年进化,让我们的生活高度数字化。如今,开机、点击鼠标成了我们每天必备动作。只要上网,购物、资讯、通信一揽子解决--我们已经严重依赖电脑系统了。
 
    软硬件的长期分工协作,同样造就了无数IT企业:微软英特尔标准、戴尔华硕制造、索尼佳能数码,体系按部就班、局面耳熟能详。仿佛得意的40岁人生光景,妻子孩子房子票子车子五子登科,现状享受、前途光明。个人电脑系统,也似乎达到了盛年巅峰,对于创新困局,无人能破、亦无人焦急。
 
    一切的沉闷格局,直到IPAD、IPhone4闯进搅局才豁然打破。
 
    永远不要去做微软想做的事情,这是IT行业曾经流行的告诫。然而如今神话已彻底破灭。假如以运算能力摆擂,面对微软英特尔标准的电脑系统的盛年威力,IPAD将不堪一击。可以想象IPAD刚问世时,引起了众多行业精英领袖的嘲笑场面有多热闹。然而,随着IPAD、IPhone的持续热销与升级换代,仅仅1年多的时间,微软就被认为丧失了行业领导地位,其他的传统IT企业则除了牙缝里蹦出的对苹果公司的羡慕嫉妒恨,只剩模仿急追一条路了。个人电脑产业的一切都被改变了。
 
    山回路转的搅局故事背后,其实是在解答着一个很简单却不易回答的疑惑:我们到底需要什么样的电脑终端?
 
    对于许多仅需文字处理、网络浏览、视频音乐的普罗大众,软硬件的性能早已足够。人们所需要的,是性能以外的东西。然而,N年的PC发展模式,只是一再重复着性能台阶的游戏。更高更快更强的背后,依旧是键鼠屏幕组合体、散热风扇呼呼响,千篇一律、毫无新意,谈不上惹人喜爱,更说不上品味独特。
 
    乔布斯显然洞察这一切,他剑走偏锋。全金属外壳、无螺丝封装,超薄、经典、时尚,安静运行、即开即用,最耳目一新的是,所有的操作都直接以手指点拨完成,无需累赘的鼠标键盘。除了上网、音乐、照片、视频等资讯娱乐功能,I系产品还与苹果网站无逢链接,下载大量游戏和学习软件。透过这些科技亮点,我们感受到了乔布斯狂热的完美主义和纯粹的苹果设计品质。
 
    时尚轻薄、随意触控、完美封装、无尽软件库……,乔布斯直接抓住了人们对趣味和实用的心理需求。人们终于开始以别样方式体验电脑科技的便利与趣味了,谁还会在乎其本身的运算能力多高呢?
 
    看似弱智的IPAD,四两拨千斤,轻松夺走了许多电脑用户的芳心。除了苹果公司,IT大家们都在痛定思痛,却无计可施。
 
    乔布斯的一大绝技,就是始终坚持开发自身的软硬件系统,独家设计、封闭独特,曾经几乎将自己逼向死胡同,如今却是降低成本、提升效率的完美模式。
 
    乔布斯的另一秘诀,就是开放了应用软件开发接口,吸引了无数软件人员直接为其编程生产、合作销售,既推动Mac系统走向大众,又成为保护软件知识产权的经典模式,可谓一箭双雕。
 
    而其他公司浸淫于IT行业的软硬件分工合作体系数十载,一时无法通力合作,创新力望尘莫及,只好各自为战了。
 
 
    ※卡扎菲砍刀
 
    乔布斯走了,留下了世人敬佩的科学艺术结晶,还有令人垂涎的吸金法术。不知怎的,我想起了卡扎菲。同样持续了40多年,也算经营起了一个卡氏模式的独特统治系统,却一朝瓦解、马革裹尸。
 
    他那自认为固若金汤的小王朝,其实只能算是封闭运行、孤芳自赏的老式操作系统,无法适应新时代的发展需求:
 
    他搞一言堂,否定集体领导智慧,导致危机管理能力有限(CPU控制核心能力有限,无法应对复杂计算);
 
    他重视开发石油,但执行合同出尔反尔;对外狂妄傲慢、几乎得罪所有国际关系(显示效果差,经常改变对外接口标准协议);
 
    为了便于集权,他不重视政府组织的正规管理,导致政府效率低下、腐败横生(CPU与内存沟通不协调,内存质量差,系统不稳定);
 
    为了防止别人模仿他搞政变上台,他弱化国防军,强化亲信卫队,无力有效对抗外来打击(不设系统安全卫士,不打漏洞补丁,防外来病毒攻击能力差);
 
    他没有加强发展工业能力,没有解决好民生问题,逐渐丧失一致拥戴的广泛民意,无水何以载舟?(随意透支使用电脑,导致硬盘坏道、系统数据资料丢失、难以正常启动或运行);
 
    为了报复英美,他不惜制造洛克比空难恐怖事件,致国家遭受国际制裁(改变电脑正常用途,转为专门攻击他人的病毒攻击机);
 
    ……等等。卡扎菲的独裁刀法,砍掉了利比亚利用石油资源强国富民并融入国际社会的宝贵机会,他的民族主义自然也就无人支持、折戟沙场了。
 
    卡扎菲的系统,不论口头如何高调,实际运算能力绝非强大之列,国际社会也没人觉得该系统有趣或实用。所以,一旦遭遇内外清算,系统崩溃瓦解是早晚的事了。

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