摩尔定律:不仅仅是定律,而是更多好的思想
摩尔定律和热力学定律或者牛顿机械定律等物理学定律截然不同。那些定律所描述的是宇宙是如何运转的;不论我们做什么,它们都是真实存在的。相比较来说,摩尔定律所描述的是计算机行业工程师和科学家所做的工作;它评估的是,工程师和科学家们所付出的努力带来了多么持久和成功的进步。我们在其他行业是看不到这种持续进步的。
拿汽车行业来说,我们是看不到在低油耗的情况下,汽车的速度每隔一两年就能提升一两倍的,而且还是一直持续50年。当然,飞机和火车也没有能力在短时间内把它们的速度提高一倍。奥运会赛跑选手和游泳选手即使在一代人的时间里也无法把他们的比赛时间缩短一半,更别说是在几年时间里。
那么,计算机行业是如何保持这种惊人的发展速度的?
这里有两个原因。第一,虽然晶体管和其他计算要素被物质世界的定律所限制,正像汽车、飞机和游泳者一样,但在数字世界里,这些限制就变得异常松散了。这些限制只与每秒钟有多少电子在集成电路里移动有关,或者与光束在光缆中穿梭的速度有多快有关。而有时候在某个转折点上,数字技术的进步会突然冲破限制——虽然摩尔定律发生的速度一定会降下来,但这还需要一定的时间。半导体制造商博通公司的首席技术官亨利·萨缪里(Henry Samueli)在2013年预测:“摩尔定律将会走向终结——在接下来的10年时间里会渐渐终结,因此我们还有15年左右的时间。”
不过,尽管一些人一直在预测摩尔定律即将走向终点,但后来的事实证明,他们总是在反反复复地预测一个错误的结论。这并不是因为他们没有理解物质世界对数字世界的制约,而是因为他们低估了在计算机行业里那些努力开拓的人们。
第二,摩尔定律长期以来一直“运转良好”,我们甚至可以称它是“最出色的改进工”——它在数字工程领域找到了避开物质世界障碍的捷径。比如,当填充集成电路变得困难时,芯片制造商就采取多层叠加的方式去解决——这又开发出了一块新天地。当通信流量超出了光缆可以承受的限度时,工程师们开发了波分多路复用技术,这项技术能够同时在同一根玻璃纤维光纤中传输不同波长的光束。可以说,我们“最出色的改进工”一次又一次地找到了各种解决方案,避开了物质世界的限制。正像英特尔公司的研究主管迈克·梅伯里(Mike Mayberry)所阐述的:“如果你仅仅使用同一种技术,那么原则上你很快就会走到尽头。实际上,40年来,每隔5~7年的时间,我们都在提升和改进我们的技术,而且这样的做法没有尽头。”这种持续不断的改进使得摩尔定律成为我们这个计算机时代核心的思想和奇迹。而且在整个经济大背景下,它也是一个出色的亮点。