#11 CPU 发展新趋势

在 过去 的 50 年里 计算机 的 运算 速度 每年 都 在 变快 有人 认为 这一 趋势 将 很快 走向 终结 这是 怎么回事 计算机 停止 变快 将 会 给 社会 发展 带来 难以 忽量 的 影响 好 在 业界 人士 已 在 考虑 用 不同 的 方法 解决 这一 问题 今天 我们 就 来 聊 一聊 计算机 处理器 发展 的 趋势 这里 是 牛油果 烤面包

大家 好 我 是 Kent

我 是 斯托 亚特 我 是 Sean 今天上午 好像 是 苹果 发布 了 新 的 台式机 是 吧 没有 是 发布

了 新 的 笔记本 MacPro16 寸 我们

请 我们 的 果粉 Kent 同学 来 介绍 一下 这个 新 的 笔记本 是

什么样 的 好 的 今天 苹果 先 发布 了 16 寸 的 笔记本 而 台式机 的 MacPro 依然 是 个 悬空 的 承诺 说 12 月 会 来 我们 就 讲讲 我们 这个 16 寸 的 新 的 笔记本 吧 他 直接 一 上来 就 取代 了 原来 15 寸 的 笔记本 因为 现在 15 寸 已经 不能 在 苹果 的 官网 买 了 那么 他 厉害 的 地方 就是 硬件 都 换成 新一代 的 硬件 了 例如 说 起步 就是 六核 开始 的

处理器 六核 开始 上 一代 呢 上

一代 如果 我 没有 记错 的话 还是

从四核 开始 的 吧 可以 四核 或者

六 核对 可能 也 能 升到 八核 但 现在 一 开始 就是 6 核

起步 升级 上去 8 核 除了 处理器

之外 呢 那么 内存 是 1632 或者 64G 的 版本 最最 神奇 的 是 那个 SSD 的 硬盘 最大 可以 扩展

到 8 个 TB8T 是 吧 可以 放 很多 照片 了 他 的 内存 64G 就 可以 放 很多 照片 了 今天 要 聊 的 主要 是 这些 计算机 处理器 和 存储 发展 的 新

趋势 其实 我 觉得 还 蛮有意思 因为 我 觉得 好像 我 记得 我 小时候 的 时候 那 时候 还 特别 兴奋 说 有 奔腾 3 然后 后来 换成 奔腾 四 突然 之间 开始 他们 又 不谈 这个 事情 了 之前 都 是 看 他 的 计算机 频率 越来越快 后来 又 说 我们 要 搞 多 核 然后 搞 了 酷 睿 然后 开始 有酷 睿 什么 双核 四核 现在 好像 到 了 现在 有 了 八核 但 感觉 过 了 差不多 有过 了 十几年 了 吧 感觉 大家 似乎 好像 都 还是 在 那边 核 越来越 多 也 没有 什么 像 奔腾 到酷 睿 这样 的 一个 变化 不 知道 思宇 你 从 内行 角度 来看 到底 有没有 什么

新 的 突破 这方面 对 从 过去 来讲 说 的 很 对 如果 大家 还有 90 年代 的 印象 的话 那个 时候 频率 是 一个 时钟 频率 是 一个 非常 重要 的 一件 事情 感觉

这 也 很 直观 他 计算 的

越 快 频率 越高 对 比如说 从 286 开始 3864 奔腾 有 一个 最 重要 的 数 就是 频率 所有 的 时候 买 硬件 的 时候 他会 告诉 你 主频 多少 4 兆赫 道 去

电脑城 的 时候 他 就 给 你 一 开始 就 说 我们 这 频率

超快 多少 多少 所以 你 就 那个 时候 买个 计算机 这时候 暴露 年龄 了 前面 会 有 一个 小 的 液晶屏幕 上面 写 一个 数是 多少 多少 赫兹 然后 你 如果 下面 经常 还有 一个 叫 turbo 的 按钮 你 可以 按 一下 它会变 现在 也 有 这些 turbo 技术 但是 那个 时候 频率 是 很 重要 的 一个 因素 这个 东西 要 讲 起来 就是 处理器 总归 是 刻 在 硅片 上 的 是 一个 硅片 的 半导体 电路 就是 有点 我们 可以 想象 你 比如说 你 的 收音机 打开 或者 什么 东西 打开 里面 有 各种各样 的 什么 電阻 啊 電容 啊 什麼 什麼 就是 處 理器 從 根本 上 也 就是 一個 這樣 的 電路刻 在 一個 小 矽片 上 所以 矽片 上面 這些 年 比如 說過 去 幾 十年 五六十年 的 進展 就是 說 這個 矽片 的 技術 可以 把 一個 元件 做 的 越來 越小越 來 越小越 來 越

小 但是 比如说 像 我们 现在 谈论 像 笔记本 吧 就是 比如说 规片 越来越 小 可以 想象 比如说 对 手机 可能 会 很 重要 因为 这样的话 我们 可以 手机 这么 空间 很 有限 嘛 你 可能 必须 只能 放 一个 很小 的 规片 在 那边 那 比如 像 台式机 我 看 这些 年 你 看 那个 MacBook 它 没有 越来越 变小 它 反而 是 越来越 变 大 现在 MacPro 变 16 寸 那么 像 你 刚才 说 的 可以 把 它 越刻 越 小 这件 事情 对于 笔记本 或者说 更 大型 的 这种 服务器 来说 有 什么 意义

这个 并 不是 说 它 的 芯片 的 尺寸 可以 变得 更 小 芯片 还是 这么 大 一个 元器件 变得 更 小 就 说明 在 单位 面积 上面 可以 刻下 的 元件 会 变得 越来越

多 这 是不是 意味着 因为 我们 刻 的 很小 同样 的 一块 芯片 可能 甚至 可以 塞下 两个 核 三个 核 四个 核 但是 它 的 大小 可能

其实 就 没有 变化 对 这个 故事 要 从头开始 说 了 我们 从 过去 开始 说 你 在 这么 一小块 芯片 上 可以 塞下 越来越 多 的 元件 我们 能 拿 它 来 干什么 呢 以前 的 说法 就是说 我们 可以 把 时钟 变得 更 快 因为 它 的 距离 变得 更 短 了 因为 它 的 距离 变小 了 时钟 可以 变得 更 快 时钟 这个 东西 就是 如果 学 电子 类 的 知道 数字电路 一个 时钟 能干 一件 事情 然后 把 它 的 运算 的 结果 存储 回去 下个 时钟 再 存储 回去 就 相当于 是

说 计算机 就 相当于 是 一步 一步 一步 的 做 事情 然后 时钟 变 快 就是 它 每 一步 的 速度

就 变得 越来越快 对 过去 有 的 时候 新 的 处理器 做 宣传 的 时候 它会 说 每秒 可以 计算 多少 多少 亿次 这个 其实 有点 不是 很 专业 了 但是 大概 就是 这个 意思 你 时钟 越快 你 每秒钟 就 可以 做 的 事情 越多 你 能够 完成 的 运算 就 越 多 所以 这个 一个 单位 面积 上面 能刻 的 元器件 的 数量 更 多 的 情况 下 在 远古时代 就是 人 在 记钱 我们

都 是 远古时代 出生 的 人 就是

说明 可以 一个 很大 的 标志 就是 能够 完成 的 时钟 频率 变得 更 快 就是 时钟 频率 变得 更 快 就是 说明 每秒钟 可以 完成 的 运算 更 多 自然而然 就 会 变得 更

快 以前 可能 打开 一个 文档 要算 很多 东西 但 现在 比如说 速度 变成 两倍 时钟 频率 变成 两倍 了 那么 可能 打开 一个 文档 就 变成 一半 的 时间 对 给 用户 感觉 就

更 快 了 对 这个 90 年代 的 人会 有 这么 一个 印象 我 觉得 Katki 可能 有 印象 Sham 不定 有 印象 那个 时候 每 一代 计算机 出来 以后 就 会 有 一个 全新 的 感受 就 会 觉得 哇 这么 快 所有 东西 都 变快 了 你 不用 升级 任何 东西 通常 也 需要 升级 要不然 不能 运行 了 升级 之后 你 就 觉得 突然 变得 这么 快

直接 可以 从 频率 上面 感觉 出来 就是说 频率 翻 了 一个 倍 那么 意味着 做 任何 事情 的 时间 基本上

都 是 减半 了 对 当然 更 多 的 时候 你 会 发现 因为 很多 时候 人买 一个 硬件 是 滞后 的 你 会 发现 新 的 软件 就 慢 了 就 变得 特别 慢 了 你 一 升级 发现

因为 现在 算 的 可以 更快 他 就 可以 做 更 复杂 的 东西 然后 软件

变得 越来越 复杂 对 这个 是 90 年代 时候 的 趋势 就是 频率 当然 为了 让 频率 变得 更 快 那些 处理器 的 设计 工程师 会 做 的 各种各样 的 工作 因为 你 时钟 变得 更 快 但是 每个 时钟 能够 做 的 事情 是 并 没有 变得 更 多 的 所以 会 有 一系列 的 技术 能够 把 同 一件 事情 能够 分布 来 做 这个 学 电子 类 的 都 知道 像 这些 指令集 并行 像 这些 超线程 这些 技术 大概 就是 把 一个 大 的 步骤 分成 小步 然后 能够 并行 制 执行 这 是 有 一系列 的 这样 的 创新 在 90 年代 能够 保证 内核 能够 始终 可以 上去 就 相当于 是 保证 他

能够 很 短时间 内有 足够 多 事情 可以 做 然后 做 完 之后 我们 还 可以 把 这些 事情 给整 吧 整 吧 整成 一个 对 用户 来说

有 意义 的 东西 对 这个 是 在 时钟 时代 的 事情 但是 我 觉得 大家 可能 有 印象 比如说 在 2000 年 左右 的 时候 那个 时候 已经 开始 用 计算机 的 人 可能 会 有 这么 印象 就 突然 时钟 这件 事 开始 提 的 越来越少 了 有没有 印象 是 的 那个 时候 是 开始 进入 了 一个 瓶颈 就是说 虽然 芯片 上 一块 芯片 上 能够 刻 的 元器件 越来越 多 但是 时钟 已经 上 不 去 了 为什么 呢 这 是因为 每件 事情 能够 分 的 部署 会 变得 更少 了 举个 例子 比如说

把 牛奶 拿 出来 可能 就 分成 把 冰箱 打开 来 把 牛奶 拿 出来 把 牛奶 放 桌上 把 冰箱 关 起来 这种 四个 步骤 再 分 可能 就 分 不 下去 了 对

说 的 很 对 比如说 你 一个 简单 的 操作 比如说 你 把 两个 数字 加 起来 x 等于 1 加 2 你 要 把 1 取出 来 2 取出 来 加在一起 把 存回 3

听 上去 就 像是 冰箱 里面 拿

牛奶 对 有 的 操作 你 就 分 不 下去 了 对 吧 而 有 一些 操作 你 是 更 复杂 的 我 说 的 是 简单 的 操作 比如说 你 可以 做 一些 比如说 如果 这个 大于 多少 干 这个 如果 大于 干 那个 就是 它 有 一些 分 到 一定 程度 就会分 不 下去

了 但是 照理 来说 如果 频率 可以 越来越快 的话 那 无所谓 不是 虽然 分 的 不能 更 多 但是 总体 上 来说 我 还是 做 的 越来越快 了

这个 我 就 不 懂 了 但是 总的来说 应该 是 同样 的 时间 之内 能够 做 的 事情 还是 会 有 一个 极限 的 之所以 90 年代 有 很多 是 时间 可以 进行 做 他 可以 把 一个 事情 可以 分成 更 多 的 事情 做 但是 到 一定 程度 它 是 做 不 下去 了 那个 时候 有 很多 不止 一个 限制 在 最 著名 的 叫 Powerwall 叫 电源 的 限制 就是 你 把 这么 一个 小 区域 刻上 这么 多 东西 它 的 能耗 它 的 热太热 了 就 没有 办法 能够 刻 的 这么

密 所以 说 反而 是因为 这些 物理 的 这些 限制 导致 它 不能 在 往 更 快 的 方向 发展 也

不仅仅 是 物理 的 限制 也 有 一些 可能 是 设计 的 限制 比如说 内存 的 速度 并 没有 快 内存 的 吞吐量 并 没有 快 这个 大家 听 着 不 一定 能 听懂 就是 你 Y 等于 1 加 2X 等于 1 加 2 你 把 那个 1 取出 来 的 速度 也 可能 是 很 慢 的 就 相当于 有个 仓库

假设 这个 仓库 一直 在 那边 加工 产品 但是 就让 这个 仓库 变 那些 工人 变得 手 特别 快 但是 可能 仓库 那边 进货 还是 每天 只能 进 那些 货 然后 所以 说 你 手 再 快 没用 一天 可能 就 拉

一吨 的 东西 过来 对 这个 说 的 很 对 就是 在 90 年代 已经 是 有 一系列 的 技术 能够 说 我 等 这个 货 的 时候 怎么办 我 可以 做点 别的 我 可以 我 甚至 可以 我 把 我 猜想 这个 数 的 结果 是 什么 我们 先猜 着 用 我们 先猜 着 做 如果 做错 了 我们 再 回来 重新 做 类似 于 这些 技术 都 在 用到 了 一定 程度 可能 这些 东西 用 不 下去 了 这 工人 这手

实在 太快 了 在 那边 明天 的 活 都 已经 底花 好 了 但是 还是 没什么 事情 可以 做 了 对

这个 是 另外 一个 内存 速度 的 解决 前面 说 能耗 的 速度 你 在 那么 小 一块 硅片 里面 如果 它刻 的 过密 的话 它会 变热 这样的话

它会 烧掉 手太快 了 这边 太热 了 大家 都 跳 不 下去 了 所以

那个 时候 了解 的 人 就 会 发现 他们 的 趋势 说 一个 核变 快 的 速度 就 会 降下来 他会 走 更 多 核 的 路线 这个

时候 是不是 正好 时间 点上 就是 酷睿 系列 这些 开始 出现 在 市场 的

时候 对 应该 是 那个 时候 在 个人电脑 的 时代 大概 就是 这样 的 新一代 的 多 核 电脑 开始 出现 是因为 一个 核 已经 做 不 上去 了 或者 做 上去 的 速度 会

变得 更慢 了 库瑞是 应该 是 206

年 左右 做 出来 的 技术 我

还要 问 一个 比较简单 的 问题 比如说 现在 听 上去 多核 就是 听 上去 就是 一个 核变 两个 核 一个 工厂 变成 两个 工厂 那么 可能 多 一个 核 可能 处理 效率 就 翻倍 为什么 不 直接 堆 4 核 8 核 直接 那个 时候 就 上 了 反而 等到 现在 才 说 MacBookPro 开始 用 了 8 核 的 技术 对 这个

已经 很多 人 在 那个 时候 就是 这么 预测 的 就是 那个 时候 有 一些 著名 的 计算机 科学家 会 画 一张 图是 吧 20 年 是 4 盒 201 年 是 8 盒 2019 年 到 现在 都 已经 是 10 多盒 50 多盒 了 对 真是 很多 人 确实 是 这样 预测 的 历史 上 其实 也 是 这样 发展 的 当时 家用电脑 确实 发展 了 好几年 才 发展 到 现在 四核八核 但是 其实 也 没有 几年 现在 是 2019 年 如果说 我们 酷睿 是 206 年 是 吧 其实 也 就 十几年 的 时间 已经 从 两盒 增长 到 8 盒 16 盒 其实 也 是 已经 很快 了 但是 在 服务器端 服务器 是 个 什么 东西 和 大家 关系 最大 的 服务器 就是 那些 网站 里 的 处理 请求 的 那些 机器 就 比如说 你 打开

手机 访问 一个 网站 那么 别人 把 网页 相当于 要 处理 完 了 之后 放给 你 看 那 相当于 是 别人 那边 也 要 有 个 计算机 在 那边 处理 这个 网站 把 网站 做好

之后 认给 你 的 手机 对 不仅仅 是 处理 这个 请求 还有 很多 的 事情 可以 在 服务器端 做 可以 有 一些 任务 可以 搜索 是 吧 双

1 的 时候 可以 搜索 商品 然后 在 这边 你 下单 的 时候 他们 要 那边 处理 看 这个 东西 是不是 还有 货 然后 货 的话 把 你 这个 单给 给 下 下来 对 还有

你 可以 做 像 地图 是 吧 各种各样 的 服务器 请求 你 的 电子邮件 你 的 游戏 就 各种各样 的 东西 在 里面 那些 都 是 服务器端 的 各种各样 的 计算 在 服务器端 通常 它 的 计算能力 是 比 个人 端 是 要 领先 一些 的 所以 说 像

服务器 那样 的 计算机 可能 现在 已经 108 核 了

对 可能 确实 已经 核实 到 快 到 10 的 这么 一个 数字 了 这个 还 没有 具体 查 好像 是 英特尔 会 对 最新 的 核实 多少 已经 到 了 差不多 这么 一个 时代 了 所以 这个 是 多 核 就是 在 过去 的 十几年 时间 里 让 这个 技术 继续 续命 的 继续 续命 的 这个 方法 就是 把 核 做 的 越来越 多 一个 核 相当于 就是 一个 小 的 就

相当 是 一个 单个 商店 他 可能 客流量 已经 到 顶峰 了 那 就

开 连锁店 对 所以 这个 趋势 就是 对于 一个 处理器 变得 越来越快 这是 我们 非常 习惯 的 一个 在 过去 几十年 里 非常 习惯 的 一件 事情 好像 成为 一个 习惯 一样 就 像 之前

相当于 是 每次 每年 可能 频率 数字 越来越 高 后来 换多盒 时代 就 可能 今天 是 两盒 明天 是 四盒 后天

是 八盒 这样 这个 是 为什么 呢 有 个 著名 的 定律 可能 很多 人 听 过 叫做 摩尔定律 摩爾 定律 大概 是 一個 英特 爾 的 一個 創始 人 他 在 1965 年 提出 的 摩爾 定律 是 說 單位 的 規片 裏 面能夠 放下 的 晶體 管數量 他 當時 預測 是 每年 會 加倍 這個 摩爾 定律 你 如果 按照 每年 加倍 這個 數來 說 肯定 是 早就 已經 破滅 了 但是 你 要 把 它 放 寬 把 這個 定律 放寬 的 話 就 還是 比如 說 兩年 加倍 或者 是 兩 三年 加倍 就是 计算能力 上面 就是 在 这个 摩尔定律 说 的 是 上面 的 元气 件数 元气 件 数量 加倍 一直 保持 到 现在 基本上 能够 保持 在 元气 件 每年 每 几年 吧 N年 之内 会 加倍 一次 虽然 是 越来越 慢 越来越 慢 了 但是 也 会 保持 在 N年 加倍 一次 这 是 很 著名 的 一个 定律 但是 至少 从 90 年代 开始 就 会 有人 说 摩尔定律 快

结束 了 就 做 不 上去 了 还 在 单核 的 时代 因为 大家 看到 你 刚才 说 的 powerwar 所以 大家 可能 会 觉得 这 就是 一个

极限 其实 我 第一次 听说 不 知道 你们 第一次 听说 摩尔定律 结束 是因为 什么 我 第一次 听说 就是说 摩尔定律 会 结束 是因为 量子 碎川 效应 你们 有没有 听说 过 那个 时候 因为 大家 知道 最 下面 是 量子力学 你 一个 量子 的 一个 电子 的 位置 不是 确定 的 比如说 你 把 一个 晶体管 做 一个 原子 这么 大 的话 你 就 根本 就 不 知道 是 0 还是 1 了 所以 说 到 一定 程度 以后 这个 就 做 不 下去 了 当然 事实证明 远 没有 到 量子 效应 的 时候 就 已经 做 不 下去 了 就是 有 很多很多 的 极限 在 所以 每年 又 越来越 多 的 人 说 摩尔定律 会快 不行 了 一直 说 了 有 很多年 那 这 摩尔定律 跟 刚才

说 的 多 核 处理器 有 什么

关系 呢 多 核 处理器 是 为 摩尔定律 续命 的 一个 重要 的 因素 我们 刚才 开始 说 的 所有 都 是 在 给 摩尔定律 续命 的 技术 从 前面 90 年代 那些 把 一个 操作 分成 多 步 并行 做到 后来 的 多 核 一直 到 现在 都 是 在 给 摩尔定律 续命 的 方式

是不是 也 可以 说 未来 可能 再 过 两年 Apple 发布 新 的 MacBookPro 可能 它 现在 是 八核 两年 之后

就 变 16 核 了 可能 两年 之后 就 还是 八核 很 有 可能 的 因为 它 已经 续 不 下去

了 为什么 多 核会续 不 下去 了 因为 刚才 说 按照 连锁 电 的 方法 或者 是 多 开点 连锁 电 似乎 也 没什么 能 阻拦 的 有

另外 一些 其他 的 因素 比如说 过去 的 时候 能耗 上面 说 你 把 一盒 变成 两盒 了 你 的 能耗 增长 并 不是 太高 相对 每 一个 元器件 使用 的 能耗 是 降低 的 计算机 做到 这个 程度 趋势 就是说 每个 元器件 你 要 增多 的话 它 的 能耗 单位 元器件 的 能耗 并 没有 降低 并且 甚至 可能 会 增加 如果 你 把 8 盒 做到 16 盒 你 可能 要用 的 电能 要 加倍 这个 有 多少 人 能够 愿意 用电量 加倍 另外 一个 后果 就是说 你 还要 制冷 要 变得 更好 对 吧 原来 一个 风扇 就 可以 了 你 现在 你 风扇 不行 就 变得 更 热 了 对 吧 因为 电能 最终 都 是 烧掉 的 热 最终 都 是

电 就 相当于 平时 大家 在 那边 把 MacBook 放在 腿 上面 看 了 一 小时 之后 发现 腿 焦 了

是 吧 对 这 是 做到 一定 程度 但 你 不能 把 计算机 做到 这么 热 了 你 如果 要 做到 质冷 它 要 获得 的 技术 就 会 更加 的 更 多 另外 就是 像 刚才 说 的 量子 碎 穿 效应 你 如果 做到 一定 程度 的话 你 就 做 的 更 小 下去 了 这个 可能 很多 人 看 新闻 会 说 什么 就是说 电子 会 有 多少 多少 纳米技术 啊 什么 20 几 纳米 啊 18 纳米 啊 12 纳米 啊 做到 一定 程度 之后 这个 就 小到 跟 原子 一样 大 你 最大 最小 你 不 可能 分 原子 对 吧 那 你 现在 据说 是 一个 晶体管 已经 是 一个 是 10 个 原子 那么 那么 大 那 你 要 再 分 下去 可能 就 已经 分 不 下去 了 所以 这个 很 可能 会要 做到 物理 的 极限 了 这样

来说 两年 之后 如果 MacBookPro 还是 只能 做到 8 核 因为 受到 处理器 的 限制 整个 厂业 怎么办 大家 没什么 东西

好 卖 了 对 这个 其实 是 一个 很 严重 的 问题 就是 摩尔定律 终结 你 放在 一个 大 的 社会 背景 下 是 说 摩尔定律 终结 就是 它 的 处理器 速度 终结 我们 的 处理器 相当于 是 我们 社会 我们 工业 一个 发动机 我们 有 服务器 有 电脑 如果说 假设 这些 东西 都 不能 变得 更快 了 以后 网站 也 不能 变得 更快 了 你 的 笔记本 也 不能 变得 更快 了 所有 的 不能 变得 更快 了 我们 的 社会 会 不会

有 什么 问题 听 上去 是 先得

卖 苹果 股票 这个 听 上去 是 这个 是 个 有点 危言耸听 这 让 我 想到 这个 是 吧 李鸿章 当年 说 过 一段话 就是 三千年 未有 之 大变局 是 吧 就是 可能 会 有 一个 根本性 的 改变 就是 有些 人 认为 如果 摩尔定律 快 结束 了 这 可能 是 会 有 一个 这个 对于 我们 整个 工业 甚至 我们 整个 社会 可能 会 有 一个 根本性 的 改变 所以 这 可能 是 一个 很大 的

问题 這樣 的 話 相信 這 英特 爾 可能 是 最 利益 相關方 他們 還是 不 希望 說 我 兩年 之 後 也 沒 有 什麼 新產品 股票 這股 東 也 不 答應 了 那 他 怎麼 辦 呢 就 聽 到 你 說 都 已經 開始 討論 量子 隨傳小英 了 他們 開始 研究 量子 力學

了 所以 这个 是 确实 有 一些 不同 的 方向 有 一些 人 就是 为了 要 从 物理 上 物理 工艺 上 为 二斤 女寻命 比如说 他们 有 的 人 说 这个 我 都 是 看 媒体 了 有人 说 不用 龟片 了 用 别的 一些 技术 有 的 人 说 我们 把 那些 上面 的 这些 晶体管 的 设计 改一改 然后 变得 更好 甚至 有 一些 更 长远 的 主义 就是 我们 从小 就 听说 的 比如说 量子 计算 我们 说 量子 计算 我们 说 生物 计算 我们 从小 就 听说 这些 概念 有 一系列 说 希望 能够 为 摩尔 径律 续命 的 方法 但是 很多 人 认为 这些 东西 都

不靠 谱 这金 计划 还 能 再

赚 30 年 有人 认为 这是 不靠 谱 当然 这 很难说 这 让 我 联想 到 硬盘 这件 事情 了 很多 人 觉得 硬盘 已经 没有 命 了 这 硬盘 吧 大家 知道 就是 一个 机械 臂 在 那个 磁头 在 那个 磁片 上面 斜 斜 斜 机械 臂 能 准确 到 什么 程度 很多 人 认为 已经 完全 做 不 下去 了 但是 这些 年 又 有 新 技术 出来 又 给 它 续命 了 他们 怎么 给 它 加热 怎么 可能 用 微波 又 可以 做 得 更 准确 了 又 可以 续命 大概 10 年 左右 也 可能 最终 处理器 会 是 这样 会 真的 突然 有 一个 新 的 技术 突然 加速 所以 我们 摩尔定律

又续 多少 年 就 突然 之间 你们 发现 了 晶体管 更好 了 替代品 对

这 是 有 可能 的 或者 是 一些 改进 张 德华 的 一些 什么

Powerwall 什么 发热 什么 耗电 都 不用

管它 了 对 我们 又 可以 再续 10 年 或者说 续 5 年 左右 这 不是 很多 人有 信心 这件 事情 会 发生 更 多 的 人 认为 我们 是 必须 面对 摩尔定律 结束 这种 现实 这个 摩尔定律 结束 这件 事 其实 所有 的 快速增长 的 事情 最终 都 有 一个 极限 前段时间 网上 比较 喜欢 打比方 的 那个 时候 喜欢 拿 AI 打比方 的 是 在 飞机 刚 发明 之后 那个 时候 莱特 兄弟 发明 了 飞机 之后 那 时候 一秒钟 只能 飞 几米 然后 飞机 的 速度 成 一个 直线 的 上涨 涨 了 大概 有 几十年 大概 至少 到 四五十 年代 每年 就 看着 飞机 的 飞行速度 增长 突然 就 停止 了 因为 这个 涨 不 上去 了 现在 的 飞行 飞机 最快 飞行 记录 还是 1972 年 我 记得

那 时候 好像 还有 一种 飞机 叫 协和 飞机 后来 就 好像 安全 问题

就 停运 了 对 那个 是 另外 一 回事 了 但是 就 最快 的 飞行速度 这个 技术 总归 会 有 一个 极限 另外 一个 极限 你 可以 说 就是 比如说 汽车 的 能耗 啊 速度 啊 不管怎么 说 了 最终 会 有 一天 会 不行 的 所以 说 处理器 速度 变得 更 快 不行 了 也 不是 什么 奇怪 的 事情 听 上去

我 应该 劝 一下 我 在 那边 读 电子 通信 的 那些 同学 赶紧

换 专业 这个 应该 反过来 的 说明 他们 开始 了 又 一春 这 怎么 说 呢 因为 他们 又 开始 需要 从上到下 不仅仅 是 电子 专业 了 很多 人 认为 如果 他们 有人 叫 搭便车 了 我们 所有 的 人 不 需要 努力 工作 现在 已经 不是 了 比如说 90 年代 所有人 不 需要 多 努力 工作 第二年 一 睁眼 运行 同样 的 软件 就 会 变得 更 快 这件 事情 已经 结束 了 我们 从业人员 会 需要 用 更 艰苦 的 工作 才能

做 得 更 好像 你 刚才 提到 说 一种 方法 是 说 找到 旌旗 管 的 替代品 像 你 说 的 可能 风险 挺大 的 那么 有没有 其他 的 比 更加 风险 小 一点 的

其他 新 的 尝试 所以 现在 有 一些 新 尝试 以 Intel 为首 的 硬件 厂商 他们 对于 未来 赌 的 方向 是 说 叫 CPU 中央处理器 的 时代 要 结束 了 他们 要 用 专业化 的 硬件 这 相当于 说 之前

是 说 比如说 你 要 布个 片 了 你 可能 要 有些 做 计算机 学习 的 可能 要 稍微 算 一些 算法 之类 的 可能 都 是 让 中央处理器 这么 一个 东西 来 处理 所有 的 事情 现在 就 说 我们 可能 做 专门 的 一些 这个 芯片 比较 适合 于 这个 事情 那个 芯片 适合

于 那个 事情 对 我 觉得 这是 可以 这么 说 这个 如果 学过 一点 编程 的 人 可以 理解 因为 以前 编程 嘛 都 是 一个 线性 思维 嘛 你 可以 加 一个 if 啊 加 啊 减 啊 if 啊 for 啊 就是 一个 线性 思维 就是 好像 是 一个 人 在 一步 一步 一步

一步 把 冰箱 打开 来 把 牛奶

拿 出来 对 就是 一个 处理器 相当于 一个 荷拉它 就是 可以 在 连续 的 做 你 让 它 做 的 事 也 可以 让 它 做 所有 的 事情 理论 上 说 你 只要 是 一个 程序员 你 只要 是 把 你 的 逻辑 写上去 写 的 够 长 写进去 你 就是 让 这个 处理器 完成 不管 多慢 在 未来 的 时代 可能 说 这 是 行不通 的 了 就是 因为 过去 硬件 变得 更快 你 写 了 更 复杂 的 逻辑 因为 硬件 更快 了 你 还是 可以 在 同样 的 时间 里 完成 但是 在 未来 可能 这件 事情 就 完成 不了 了 怎么办 我们 就要 用 别的 硬件 专业化 的 硬件 来 处理 专业化 的 任务 比如说 有些 东西 你 就 不能 进行 复制 就 反一反 了 你 要 用 别的 方法 来 写 那 有 什么

比较 专业化 的 大致 的 方向 呢 有 哪些 领域 是 需要 一些 比较 专业化 的 计算 计算 软件 呢 这

说起 专业化 其实 这个 专业化 这个 东西 不太 陌生 其实 90 年代 大家 就 对于 专业化 就 会 有 一些 这个 印象 比如说 那个 时候 有 这个 叫 升卡 显卡 对 对 对 那 时候 还有 叫解 8 卡 你 有没有 印象

那 我 可能 我 还 年轻 那个

时候 你 要 看 叫 VCD 对

我 有 印象 VCD 就 特别 马赛克

的 那种 你 要 在 电脑 上 看 VCD 如果 你 是 有 一个 386 的话 你 需要 买 一张 卡 要不然 他算 不 出来 的 就 像

把 光碟 里面 那些 数据 变成 图像 就算 不到 就是 386 这个 芯片 是

不能 做到 对 是因为 他 的 那个 时候 的 处理器 不够 快 他 不够 说 你 写 你 寫 那個 加號 減就能 把 視頻 解碼 出來 那個 時候 你 要 買 一個 他們 是 有 專門 的 硬件 來 做 你 的 VCD 解碼 那個 時候 顯卡 跟現 在 的 不 一樣 那個 時候 的 顯卡 就是 你 單要 把 那個 圖 像 你 的 屏幕 上 的 東西 顯示 出來 你 就 必須 要 顯 卡因 為 處 理器 是 不夠 快 的 現在 顯卡 就 另外 一 回事 了 那個 時候 深卡 也 是 这些 都 是 说 在 处理器 以外 的 特殊 的 逻辑 才能 做 那 像 回到

刚才 那个 话题 会 不会 就是说 你 刚才 说 了 比如说 摩尔 定力 开始 失灵 了 然后 处理器 就 已经 被 卡死 在 那个 速度 了 然后 大家 还是 想要 做 更 复杂 的 工作 就 反而 就 回到 了 当时 那个 年代 处理器 不够 快 所以 我们 要 有 新 的 更新 时代 的 相当于

解 发卡 对 这个 可以 这么 说 所以 那些 新 的 解 发卡 又 回来 了 我们 大家 最 熟悉 的 电脑 里 的 专业 设备 就是 显卡 近代 显卡 不是 远古时代 显卡 了 主要 是 为了 在 游戏 里面 把 这些 世界 画 出来 对 我 之前 看

最新 的 显卡 他们 还 特别 提到 了 因为 显卡 运算 速度 特别 快 他们 就 发明 了 一个 技术 叫 光线 追踪 大致 就是说 他们 就 可以 用 那个 显卡 非常 快速 的 算 出来 光线 在 不同 平面 反射 出来

那种 视觉效果 对 这个 就是 显卡 主要 应该 做 的 事情 就是 你 如果 是 显卡 用于 显示 的话 你 说 游戏 里面 这个 是 立体 的 人 鼻子 什么样 光照 过来 怎么 反光 这 都 是 用 显卡 算 出来 的 光照 过来 大概 这个 地方 是 亮 一下 这个 地方 暗 一下 所以 现代 显卡 的 发源 是 在 算 这些 东西 但 这个 主要 的 用法 是 游戏 了 因为 平时 上网 也 不

需要 说不定 以后 打开 一个 网站 你 会 发现 他 那个 画面 就是 有

各种 光影 上网 但是 大概 在 208 年 左右 的 时候 有 一个 趋势 是 说 这个 显卡 有 很 强 的 计算能力 也 可能 我们 可以 用 在 别的 地方 有 很多 运算 其他 运算 人物 也 可以 在 显卡 上面 运行 那个 时候 叫 GPGPU 就 叫做 通用 显卡 显卡 叫 GraphicProcessingUnitGP 就 叫 GeneralPurposeGraphic 就是说 我们 用 显卡 一样 的 编程 显卡 一样 的 硬件 我们 可以 做 一些 其他 的 事 比如说 做些 什么 事情 所以 他们 这个 想法 他们 搞 了 十几年 从 08 年 左右 就 开始 卖 一直 都 没有 找到 什么 特别 好 的 有 一些 应用 但是 一个 比较 小 的 应用 但 突然 出现 了 一个 重要 的 应用

就是 AI

所以 AI 说 两句 就是 前些年 几年 前有 一个 这个 AI 的 革命 我们 的 计算机 的 运算 速度 到 了 一定 程度 了 就 可以 以前 认为 不 可能 用 计算机 运算 的 东西 就 可以 算了 所以 突然 就 会 打开 这个 瓶颈 在 这个 趋势 下 呢 AI 算 东西 做 的 运算量 会 越来越 大 但是 他们 的 算法 又 特别 适合 于 像 显卡 这样 的 设备 来 干 因为 它 有 大量 的 可以 并行 并行 如果 不太懂 计算机 的 大概 就是说 很多 事情 可以 同时 做 最 简单 的 例子 就是说 如果 让 计算机 识别 一下 比如说 照片 里 的 猫 是 什么 样子 的 它 要学 让 猫 和 不是 猫 的 照片 让 计算机 来学 一下 猫长 什么样 对 吧 那 处理 每张 照片 的 任务 就 可以 不用 一个 一个 做 对 吧 可能 这

一堆 处理 一下 那 一堆 处理 一下 比如说 一万张 照片 可能 分 个 十堆

然后 分别 处理 一下 就 可以 慢慢 慢慢 处理 所以 它 就 有 大量 的 并行性 这 叫 并行 所以 说 就 可以 非常 好 的 应用 在 显卡 上 这 跟 显卡 有点像 因为 显卡 你 一个 屏幕 上 这么 大 每 一块 算 它 什么 颜色 是 可以 有 一定 程度 上 并行 做 的 所以 AI 也 可以 并行 做 就是 突然 AI 成 了 一个 很 重要 的 一个 项目 成为 了 一个 显卡 最 重要 的 一个 应用 所以 这是 可能 现在 最 重要 的 专业化 应用 就是 显卡 在 AI 上 之前

你 说 他 现在 叫做 通用 显卡 通用 肯定 听 上去 还是 有 其他 的 意义 不能 说 不然 就 叫

AI 游戏 显卡 我 一度 把 英 伟达 做 显卡 这个 公司 当成 是 AI 概念股 所以 买 了 一些 英

伟达 的 股票 现在 大家 到处 在

说 AI 买 什么 股票 英 伟达 最好 因为 谁 来 运行 AI 都 要 买 他 的 显卡 不然 有 一天 他 的 股价 就 跌 了 我 是 AA 还 在 往 上涨 为什么 股价 就 跌 了 呢 后来 发现 原来 比特 币 的 区块 链 比特 币 的 价格 跌 了 所以 我 发现 原来 英 伟达 不是 AI 概念股 是 比特 币 的 概念股 所以

GPU 还 能算 比特 币 对 它

也 是 非常 算 比特 币 挖矿 这些 电子货币 挖矿 也 是 这些 显卡 最 重要 的 应用 之一 除了 显卡

之外 刚才 你 说 还有 没有 其他 专门化 的 这些 硬算 元件 我们 刚才

说 AI 了 AI 是 确实 适合 用 显卡 但是 有 的 人 认为 显卡 还是 一个 相对 的 通用设备 你 可以 算 画面 可以 算 AI 我们 AI 已经 这么 重要 了 AI 比 计算机 都 重要 很多 地方 计算机系 已经 改名 叫 AI 系 了 因为 人工智能 系 了 已经 这么 重要 我们 不能 做 一个 专门 显卡 吗 所以 确实 是 有 一些 人 做 专门 的 显卡 比如说 最 著名 的 是 谷歌 做 了 一个 专门 显卡 叫 TPUT 是 什么 意思 T 叫 TensorFlow 从 业余 人 知道 TensorFlow 是 一个 最 著名 的 机器 学习 的 深度 学习 的 一个 框架 这个 大家 不用 知道 了 就 专门 为 深度 学习 的 系统 做 了 一种 硬件 来算 就 像 我 刚才 说 的 算 猫 的 图片 是 什么 然后 也 有 一批 其他 的 公司 在 走 这个 方向 AI 的 专用 芯片 国内 也 有 一批 这样 的 公司 所以 这 也 是 一个 著名 的 方向 就是 AI 的 专用 芯片 除了 AI 之外 还有 其他 的 东西 除了 AI 之外 其实 很多 的 专业化 已经 有 一些 发生 了 因为 Intel 的 CPU 旁边 其实 别看 它 光有 一个 处理器 它 里面 也 放 了 一堆 越来越 多 的 一些 处理 设备 比如说 有 一些 处理 设备 用来 算 解码 有 一些 处理 设备 特别 适合 做 叫 说 密码学 的 加密 加密 解密 有 一些 的 处理器 特别 适合 做 像 多媒体 的 一些 操作 越来越 多 的 事情 已经 放在 盒 里面 做 了 是

放在 专门 的 一个 盒 用来 专门

干 这个 事情 不是 专门 的 盒 是 专门 的 逻辑 你 如果 写 代码 的话 就 不是 ifelse 了 你 可能 就是说 把 这些 数据 放 过去 帮 我 加密 一下 那边 就 直接 加密 回来 了 你 就 不用 写 IF 加密 矩阵 编一 编加 一加 不用 再 干 这件 事情 了 替 你 把 矩阵 算好 了 这 是 专业化 其实 已经 发生 的 但 这个 是 小打小闹 你 不 可能 把 所有 东西 都 放在 它里 所以 英特尔 对于 未来 的 一个 方向 叫做 可 定制 计算 可 定制 计算 就是说 你 硬件 是 可以 改 的 硬件 经常 学 电子 知道 你 可以 烧 对 吧 有些 硬件 叫 FPGA 叫 可编程 门阵列 吧 这样 那烧 完 的 硬件 是 什么 样子 呢 就是 烧 完 的 硬件 就 不用 管 什么 每个 时钟 加 1 每个 时钟 EVE 它 就是 自然而然 这个 逻辑 就是 你 想 做 一件 事 它 就 把 硬件 直接 啪 做 完 了 因为 它 是 连在一起

的 因为 之前 像 计算机 都 是 说 我 有 个 CPU 然后 我 有 一个 内存 我 有 个 硬盘 然后 代码 读 进去 之后 CPU 就 开始 按照 一条 固有 的 方法 去 计算 像 当时 FPGA 就 可以 说 针对 你 到底 用 它 来 干什么 可能 说 是 算 AI 也好 可能 是 算 光线 反射 也好 它 可能 针对 这种 专门 的 场景 就 定制 了 一个 算 它 的 东西 对

可以 这样 理解 比如说 你 如果 现在 用 CPU 的话 你 算 一个 X 加 Y 比较 容易 但 你 要 算 15 级 多项式 怎么办 呢 那 你 要 if 很 多次 iffollow 很 多次 但是 你 如果 能够 把 它 编成 到 硬件 里面 硬件 就 直接 给 你 接受 这么 多 多项式 直接 把 这个 数字 这个 逻辑 啊 这个 怎么 算 都 直接 编 到 里面 那 你 直接 一 接受 这个 输入 啪 输出 就 可以 出来 了 那会

不会 以后 有种 可能性 是 我 买个 电脑 吧 他 可能 是 一个 CPU 他 跟 我 说 还是 8 核过 了 20 年 还是 8 核 但是 他 可以 跟 你 说 我 这个 电脑 里面 还装 了 比如说 8 个 FPGA 一个 PGA 专门 给 你 用来 处理 照片 的 一个 FPGA 专门 给 你 用来 处理 AI 的 工作 假设 那 时候 大家 就 开始 AI 入户

千万 人家 了 这个 不用 bug 因为 它 是 可编程 的 其实 说 你 CPU 你 可以 通过 CPU 说 我们 现在 需要 这个 FPGA 做 比如说 解码 就 可以 烧 一下 比如说 现在 的 FPGA 可能 说 你 烧 1 到 2 秒 烧 一下 1 到 2 秒 之后 你 这个 FPGA 就 可以

做 解码 了 这 相当于 比如说 我 双键 点击 Photoshop 然后 这时候 不仅仅 说 程序 从 硬盘 里 读 到 内存 里面 同时 可能 CPU 还 控制 FPGA 说 你 赶紧 变成 一个 专门 针对 这种 工作 场景 的 一个 专门 硬件

对 这个 就是 他们 可 定制 计算 的 这么 一个 未来 的 愿景 这个 其实 有 很多 的 研究 有点 更 像 科研人员 这个 已经 做 了 十多年 了 已经 在 往 这个 方向 做 研究 做 了 十多年 了 什么 工作 放到 FPGA 上 什么 东西 在 CPU 里面 做 现在 其实 英特尔 已经 推出 产品 了 也 不是 刚 推出 的 也 推出 了 有 一段时间 就是 一个 混合 芯片 CPU 加 一个 FPGA 在 一起 可以 混合 起来 进行 操作 这个 其实 已经 出 产品 了 然后 在 工业界 也 已经 有 一些 还 算 比较 成熟 的 应用 所以 总结 一下

虽然 CPU 这 看来 就是 可能 过个 好多年 还是 不好意思 还是 8 核 但是 未来 这 并 没有 妨碍 人们 做 更 复杂 的 运算 因为 更 复杂 的 运算 可能 就是 通过 你 刚才 提到 这些 专门化 的 计算 软件 来

做 对 这 是 有 一些 人 希望 的 未来 因为 没有 人 可以

预测 未来 另外 一批 人 就 在 那边 去 找 一些 更 物理 级别

的 进气管 替代 一下 也 有 另外 一些 人 可能 也 可能 这些 都 没有 发生 所以 没有 人 可以 预测 未来 但是 是 有 一批 人 认为 希望 推动 这个 是 未来 历史 的 方向 就是 叫 专业化 操作 如果 没有

发生 任何 事情 的话 大家 赶紧 去 买 MacBookPro16 说不定 是 最后 一代 更新

的 MacBook 这个 肯定 还有 一些 别的 操作 一个 电脑 也 不 一定 只有 处理器 你 还有 这些 内存 还有 外存 还有 显示屏 还有 别的 设计 这 肯定 也 不是 处理器 是 唯一 的 原因 了 我们 说 的 有 GPUAI 专用 芯片 FPGA 这些 都 可以 做 深度 学习 所以 其实 FPGA 现在 最 广泛 的 应用 其实 是 做 AI 那

岂 不是 大家 都 在 打架 了

对 你 说 的 很 对 这个 是 实际上 现在 是 一个 很大 的 战争 就是 AI 的 硬件 到底 是 什么样 呢 是 显卡 还是 专用 的 硬件 还是 FPGA 这是 不同 的 人 希望 往 不同 的 方向 发展 AI 是 个 大 事情 AI 不是 一个 小 事情 未来 硬件 是 什么 也 是 很 有意思 的 事情 好 吧 我们 讲 了 这么 多 就 讲 到 这里 吧 我们 总结 一下 吧 过去 几十年 有 一个 不停 发展 的 趋势 就是 摩尔定律 各种各样 的 处理器 的 技术 发展 让 它 通过 并行 通过 多核 让 它 做 的 越来越快 一直 到 现在 很多 人 认为 会 结束 了 结束 的 未来 是 什么 不 知道 有 的 人 认为 是 专业化 硬件 用 像 显卡 AI 芯片 FPGA 就是 可编程 计算 就是 它 的 一种

未来 还有 的 人 在 那边 研究 一些 跟 高大 上 的 说 是 怎么 可以 用 生物 的 细胞 来 替代 进气管 或者说 是 用 什么 量子 元件 来 替代 进气管 我 刚才 说漏

了 一个 就是 英特尔 还有 一个 非常 前瞻 的 可 定制 计算 的 一个 方案 因为 现在 FPGA 是 一个 你 需要 稍 等 去 就 稍 等 个 两秒钟 时间 对 你 等 着 一秒钟 有 快 的 可能 是 不到 一秒 也 是 上百 毫秒 时间 他们 希望 能够 做到 一个 硬件 是 可以 你 编程 时间 是 可以 达到 几 毫秒 就 可以 编了 你 打开 Photoshop

的 时候 可能 那个 软件 还 没导 到 内存 里面 可能 专业化 硬件 就

已经 准备 好 了 对 并且 它 里面 的 硬件 也 会 有 一些 变化 比如说 它 现在 的 编程 基本上 是 一个 更 类似 于 硬件 语言 更 类似 于 你 的 硬件 逻辑 是 什么样 的 它 希望 能够 英特尔 做出 硬件 的 架构 不仅 编程 更 快 并且 它 更 倾向 于 我们 学 编程 的 人 的 思维 像

我们 就是 一直 学 编程 从小到大 所以 说 就 平时 写 代码 的 时候 就是 非常 不 自然 的 说 把 冰箱 打开 来 把 牛奶 拿 出来 把 冰箱 关 下去 然后 可能 有 新 的 尝试 之后 可能 就 变得 更 符合 人 的 表达方法 你 把

牛奶 拿 过来 对 它 的 硬件 是 说 它 希望 是 你 可以 用 C 编程 用 C语言 编程 你 可以 用 C语言 它 可以 把 C语言 的 逻辑 直接 映射 到 编程 上去 然后 还 可以 把 这个 逻辑 就 在 几 毫秒 之内 烧 过去 这 是 他 Intel 的 一个 未来 的 发展 方向 他管 这个 叫 ConfigurableSpatialAccelerator 叫做 CSA 有些 对于 未来 是 什么样 感兴趣 的 人 可以 关注 一下 这个 技术 不 知道 未来 会 不会 像 英特尔 预测 的 方向 发展 好 我们 这次 讲 了 关于 计算机 处理器 的 未来 发展趋势 我们 下次 是不是 应该 聊一聊 存储

的 问题 可以 啊 现在 MacBookPro 它 已经 是 8TB 的 固态 硬盘 了

嗯 好 谢谢 大家 收听 我们 这 一次 的 牛油果 烤面包 节目 大家 喜欢 的话 请 记得 点击 订阅 按钮 好

我们 后会有期 下次 再见 拜拜