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浪潮之巅第四章 — 计算机工业的生态链（一） 2007年10月10日下午 08:10:00 发表者：Google（谷歌）研究员吴军
整个信息技术（Information Technologies，简称 IT）产业包括很多领域、很多环节，这些环节之间都是互相关联的。和世界上任何事物同样， IT 产业也是不断变化和发展并且有着它自身发展规律的。这些规律，被 IT 领域的人总结成一些定理，称为 IT 定理（IT Laws）。我们结合一些具体的例子，分几次介绍这些定理。在这一章中，我们将介绍摩尔定理、安迪-比尔定理和反摩尔定理。这三个定理和在一起，描述了 IT 产业中最重要的组成部分 — 计算机行业的发展的规律。
1. 摩尔定理（Moore’s Law）
科技行业流传着很多关于比尔•盖茨的故事，其中一个是他和通用汽车公司老板之间的对话。盖茨说，如果汽车工业能够像计算机领域一样发展，那么今天，买一辆汽车只需要 25 美元，一升汽油能跑四百公里。通用汽车老板反击盖茨的话我们暂且不论，这个故事至少说明计算机和整个 IT 行业的发展比传统工业要快得多。
最早看到这个现象的是英特尔公司的创始人戈登•摩尔（Gordon Moore）博士。早在 1965 年，他就提出，在至少十年内，集成电路的集成度会每两年翻一番。后来，大家把这个周期缩短到十八个月。现在，每十八个月，计算机等 IT 产品的性能会翻一番；或者说相同性能的计算机等 IT 产品，每十八个月价钱会降一半。虽然，这个发展速度令人难以置信，但几十年来 IT 行业的发展始终遵循着摩尔定理预测的速度。
一九四五年，世界上第一台电子计算机 ENIAC 的速度是能在一秒钟完成 5000 次定点的加减法运算。这个三十米长、两米多高的庞然大物，重 27 吨，耗电十五万瓦。今天，使用英特尔酷睿的个人电脑计算速度是每秒 500 亿次浮点运算，至少是 ENIAC 的一千万倍，体积耗电量就更不用比了。而当今（2007 年 6 月）世界上最快的计算机 IBM 的蓝色基因（BlueGene/L），速度高达每秒钟三百六十七万亿次浮点运算，是 ENIAC 的七百三十四亿倍，正好是每二十个月翻一番，和摩尔定理的预测大致相同。尽管计算机的速度如此，存储容量的增长更快，大约每十五个月就翻一番。1976 年，苹果计算机的软盘驱动器容量为 160KB，大约能存下 80 页的中文书。今天，同样价钱的台式个人电脑硬盘容量可以到 500GB，是当时苹果机的三百万倍，可以存得下北京大学图书馆藏书的全部文字部分。不仅如此，这十几年来，网络的传播速度也几乎是按摩尔定理预测的速度在增长。十三年前，我有幸成为中国第一批上网的用户，那时还是通过高能物理所到斯坦福大学线性加速实验室的一根专用线路和互联网相联，当时电话调制解调器的速度是 2.4K，如果下载谷歌拼音输入法需要八个小时。现在，商用的 ADSL 通过同样一根电话线可以做到 10M 的传输率，是十三年前的四千倍，几乎每年翻一番，下载谷歌拼音只要十秒钟左右。在世界经济的前五大行业中，即金融、信息技术（IT）、医疗和制药、能源和日用消费品，只有 IT 一个行业可以以持续翻番的速度进步。
人们多次怀疑摩尔定理还能适用多少年，就连摩尔本人一开始也只认为 IT 领域可以按这么高的速度发展十年。而事实上，从二战后至今，IT 领域的技术进步一直是每一到两年翻一番，至今看不到停下来的迹象。在人类的文明史上，没有任何一个其它行业做到了这一点。因此，IT 行业必然有它的特殊性。
和任何其它商品相比，IT 产品的制造所需的原材料非常少，成本几乎是零。以半导体行业为例，一个英特尔的酷睿双核处理器集成了二点九亿个晶体管，三十年前的英特尔 8086 处理器仅有三万个晶体管。虽然二者的集成度相差近一万倍，但是所消耗的原材料差不太多。IT 行业硬件的制造成本主要是制造设备的成本。据半导体设备制造商 Applied Materials 公司介绍，建一条能生产 65 纳米工艺酷睿双核芯片的生产线，总投资在 20 到 40 亿美元。去年，英特尔公司的研发费用为六十亿美元。当然，我们不能将它全部算到酷睿的头上，但是英特尔平均一年也未必能研制出一个酷睿这样的产品，所以它的研发费用应当和英特尔一年的预算相当。假如我们将这两项成本平摊到前一亿片酷睿处理器中，平均每片要摊上近一百美元。这样，当英特尔公司收回生产线和研发两项主要成本后，酷睿处理器就可以大幅度降价。去年英特尔处理器销量在两亿片左右，因此，一种新的处理器收回成本的时间不会超过一年半。通常，用户可以看到，一般新的处理器发布一年半以后，价格会开始大幅下调。当然，英特尔的新品此时也已经在研发中。
摩尔定理主导着 IT 行业的发展。首先，为了能使摩尔定理成立，IT 公司必须在比较短的时间内完成下一代产品的开发。这就要求，IT 公司在研发上必须投入大量的资金，这使得每个产品的市场不会有太多的竞争者。在美国，主要 IT 市场大都只有一大一小两个主要竞争者。比如，在计算机处理器芯片方面，只有英特尔和 AMD；在高端系统和服务方面，只有 IBM 和太阳；在个人电脑方面，是惠普和戴尔（戴尔这个有点奇怪，它的研发投入大么？）。其次，由于有了强有力的硬件支持，以前想都不敢想的应用会不断涌现。比如，二十年前，将高清晰度电影（1920 x 1080 分辨率）数字化的计算量连 IBM 的大型机也无法胜任；现在，一台笔记本大小的 Sony 游戏机就可以做到。这就为一些新兴公司的诞生创造了条件。比如，在十年前，不会有人去想办一个 YouTube 这样的公司，因为那时候网络的速度无法满足在网上看录像的要求；现在 YouTube 已经融入了老百姓的生活。同样，现在的研发必须针对多年后的市场。我们不妨往后看十年，如果我现在提出十年后每家上网的速度将提高一千倍，也许有人觉得我疯了。事实上，这是一个完全能够达到的目标。如果做到了这一点，我们每个家庭可以同时点播三部高清晰度、环绕立体声的电影，在三个不同的电视机上收看。还可以随时快进和跳跃到下一章节，在任何时候停下来后，下次可以接着看。在看三部电影的同时，我们可以把自己的照片、录像和文件等信息存到一个在线的服务器上，从家里访问起来就如同存在自己本机上一样快。这并不是我自己杜撰出来的幻想，而是思科（Cisco）和微软等公司实施的 IP TV 的计划。再次，现有的 IT 公司必须有办法消除摩尔定理带来的不利因素，即每十八个月价格降一半。这一点，我们在接下来的两节中在讨论。
浪潮之巅第四章 — 计算机工业的生态链（二） 2007年10月12日下午 05:24:00 发表者：Google（谷歌）研究员吴军
2. 安迪-比尔定理（Andy and Bill’s Law）
摩尔定理给所有的计算机消费者带来一个希望，如果我今天嫌计算机太贵买不起，那么我等十八个月就可以用一半的价钱来买。要真是这样简单的话，计算机的销售量就上不去了。需要买计算机的人会多等几个月，已经有计算机的人也没有动力更新计算机。其它的 IT 产品也是如此。
事实上，在过去的二十年里，世界上的个人微机销量在持续增长。2004 年，英特尔公司估计，五年内，即到 2009 年，世界上 PC（包括个人机和小型服务器）的销量会增长 60%，远远高于经济的增长。那么，是什么动力促使人们不断地更新自己的硬件呢？IT 界把它总结成安迪-比尔定理，即比尔要拿走安迪所给的（What
Andy gives, Bill takes away）。
安迪是原英特尔公司 CEO 安迪•格鲁夫（Andy Grove），比尔就是微软的创始人比尔•盖茨。在过去的二十年里，英特尔处理器的速度每十八个月翻一番，计算机内存和硬盘的容量以更快的速度在增长。但是，微软的操作系统等应用软件越来越慢，也越做越大。所以，现在的计算机虽然比十年前快了一百倍，运行软件感觉上还是和以前差不多。而且，过去整个视窗操作系统不过十几兆大小，现在要几千兆，应用软件也是如此。虽然新的软件功能比以前的版本强了一些，但是，增加的功能绝对不是和它的大小成比例的。因此，一台十年前的计算机能装多少应用程序，现在的也不过装这么多，虽然硬盘的容量增加了一千倍。更糟糕的是，用户发现，如果不更新计算机，现在很多新的软件就用不了，连上网也是个问题。而十年前买得起的车却照样可以跑。
这种现象，乍一看来是微软在和大家做对。实际上，盖茨本人和其它厂商也不想把操作系统和应用程序搞得这么大。据了解，盖茨本人多次说，他过去搞得 BASIC 只有几十 K，你们（微软工程师们）搞一个.NET 就要几百兆，其中一定可以优化。当然，我们知道微软现在的.NET 比二十年前的 BASIC 功能要强的多，但是否强了一万倍，恐怕没有人这么认为。这说明，现在软件开发人员不再像二十年前那样精打细算了。我们知道，当年的 BASIC 解释器是用汇编语言写成的，精炼得不能再精炼了，否则在早期的 IBM-PC 上根本运行不了。但是，要求软件工程师使用汇编语言编程，工作效率是极低的，而且写出的程序可读性很差，不符合软件工程的要求。今天，由于有了足够的硬件资源，软件工程师做事情更讲究自己的工作效率，程序的规范化和可读性等等。另外，由于人工成本的提高，为了节省软件工程师写程序和调程序的时间，编程的语言越来越好用，同时效率却越来越低。比如，今天的 Java 就比 C++ 效率低得多，C++ 又比二十年前的 C 效率低。因此，即使是同样功能的软件，今天的比昨天的占用硬件资源多是一件在所难免的事。
虽然用户很是烦恼新的软件把硬件提升所带来的好处几乎全部用光，但是在 IT 领域，各个硬件厂商恰恰是靠软件开发商用光自己提供的硬件资源得以生存。举个例子，到去年上半年为止，因为微软新的操作系统 Vista 迟迟不能面市，从英特尔到惠普、戴尔等整机厂商，再到 Marvell 和 Seagate 等外设厂商，全部销售都受到很大的影响，因为用户没有更新计算机的需求。这些公司的股票不同程度地下跌了 20% 到 40%。去年底，微软千呼万唤始出来的 Vista 终于上市了，当然微软自己的业绩和股票马上得到提升，萧条了一年多的英特尔也在今年初扭转的颓势，当然惠普和戴尔也同时得到增长。今年，这三家公司的股票都有大幅度上涨。接下来不出意外的话，该轮到硬盘、内存和其它计算机芯片的厂商开始复苏了。Vista 相比前一个版本 XP，也许多提供了 20% 的功能，但是它的内存使用几乎要翻两番，CPU 使用要翻一番，这样，除非是新机器，否则无法运行 Vista。当然，用户可以选择使用原来的操作系统 XP，但是很快的，微软和其它软件开发商会逐渐减少对 XP 系统的支持，这样就逼着用户更新机器。
我们可以看出，个人电脑工业整个的生态链是这样的：以微软为首的软件开发商吃掉硬件提升带来的全部好处，迫使用户更新机器让惠普和戴尔等公司收益，而这些整机生产厂再向英特尔这样的半导体厂订货购买新的芯片、同时向 Seagat e等外设厂购买新的外设。在这中间，各家的利润先后得到相应的提升，股票也随着增长。各个硬件半导体和外设公司再将利润投入研发，按照摩尔定理制定的速度，提升硬件性能，为微软下一步更新软件、吃掉硬件性能做准备。华尔街的投资者都知道，如果微软的开发速度比预期的慢，软件的业绩不好，那么就一定不能买英特尔等公司的股票了。
对用户来讲，现在买一台能用的计算机和十年前买一台当时能用的计算机，花出去的钱是差不多的，如果不是“中国制造”效应的影响，还会因为通货膨胀略有提高。（这句话是不是应该是这样：如果不是“中国制造”效应的影响，对用户来讲，现在买一台能用的计算机和十年前买一台当时能用的计算机，花出去的钱是差不多的，甚至还会因为通货膨胀略有提高。原来的意思是现在同原来没有什么差别，因为我自己感觉是便宜了。修改后的结果是因为中国制造，现在比原来便宜了。）当然，微软和其它软件开发商在吃掉大部分硬件提升好处的同时，或多或少地会给用户带来一些新东西。
如果说在美国，始于二十年前的信息革命是基于个人电脑和互联网的，那么在亚洲，主流则是手机和移动通信。今天的手机一般都有两个处理器，一个数字信号处理器（DSP）和一个与微机处理器类似的通用处理器（CPU）今天，一个中档手机的计算性能，超过了五年前的个人微机，而且还按着摩尔定理预计的速度在增长。虽然在手机行业，并没有一个类似微软的通用操作系统公司存在，但是手机制造商自己、运营商和增值服务商加在一起起到了微软的作用。它们在提供新的但是越来越消耗资源的服务，使得用户不得不几年更新一次手机。
就这样，安迪-比尔定理把原本属于耐用消费品的电脑、手机等商品变成了消耗性商品，刺激着整个 IT 领域的发展。
浪潮之巅第四章 — 计算机工业的生态链（三） 2007年10月16日下午 07:06:00 发表者：Google（谷歌）研究员吴军
3. 反摩尔定理（Reverse Moore’s Law）
Google（谷歌）的 CEO 埃里克•施密特在一次采访中指出，如果你反过来看摩尔定理，一个 IT 公司如果今天和十八个月前卖掉同样多的、同样的产品，它的营业额就要降一半。IT 界把它称为反摩尔定理。反摩尔定理对于所有的 IT 公司来讲，都是非常可悲的，因为一个 IT 公司花了同样的劳动，却只得到以前一半的收入。反摩尔定理逼着所有的硬件设备公司必须赶上摩尔定理规定的更新速度。事实上，所有的硬件和设备生产厂活得都是非常辛苦的。下表中列举了各个领域最大的公司今天的股值和他们最高值地比例。
IBM: 82%.
CISCO: 40%
Intel: 33%
AMD: 30%
Marvel: 60%
HP: 70%
Dell: 35%
Sun Microsystems: 10%
Motorola: 33%
这里面，除了 IBM 不单纯是硬件厂商，而有很强的服务和软件收入得以将股票维持在较高的水平，其余的公司和它们最好水平相去甚远。而今天，美国股市几乎是在历史最高点。这说明，以硬件为主的公司因为反摩尔定理的影响，生计之艰难。如果有兴趣读一读这些公司财报的话，就会发现，这些公司的发展波动性很大，一旦不能做到摩尔定理规定的发展速度，它们的盈利情况就会一落千丈。有的公司甚至会有灭顶之灾，比如十年前很红火的 SGI 公司。即使今天它们发展的不错，却不能保证十年以后仍然能拥有翻番进步，因此，投资大师巴菲特从来不投这些 IT 公司。
事实上，反摩尔定理积极的一面更为重要，它促成科技领域质的进步，并为新兴公司提供生存和发展的可能。和所有事物的发展一样，IT 领域的技术进步也有量变和质变两种。比如说，同一种处理器在系统结构（Architecture）没有太大变化，而只是主频提高了，这种进步就是量变的进步。当处理器由十六位上升到三十二位，再到六十四位时，就有了小的质变。如果哪一天能用到纳米技术或者生物技术，那么就做到了质的飞跃，半导体的集成度会有上百倍的提高。为了赶上摩尔定理预测的发展速度，光靠量变是不够的。每一种技术，过不了多少年，量变的潜力就会被挖掘光，这时就必须要有革命性的创造发明诞生。
在科技进步量变的过程中，新的小公司是无法和老的大公司竞争的，因为后者在老的技术方面有无以伦比的优势。比如，木工厂出身的诺基亚在老式的模拟手机上是无法和传统的通信设备老大摩托罗拉竞争的。但是，在抓住质变机遇上，有些小公司会做得比大公司更好而后来居上，因为它们没有包袱，也比大公司灵活。这也是硅谷出现了众多的新技术公司的原因。
十三年前，我最早上网时用的是一个 2.4千波特率（Kbps）的调制解调器。两年后，我的一个同学，中国最早的互联网公司东方网景的创始人送了我一个当时最新的 14.4 Kbps 的调制解调器，我马上感觉速度快多了。由于我们今天数字电话传输率本身限制在 64Kbps，因此调制解调器的传输率最多到 56Kbps，所以到 1995 年，我的几个同事就预言用电话线上网速度超不过这个极限。如果停留在用传统的方法对调制解调器提速，确实要不了几年摩尔定理就不适用了。但是到了九十年代，出现了 DSL 技术，可以将电话线上的数据传输速度提高近二百倍。DSL 技术虽然最早由贝尔核心实验室发表，但真正把它变为实用技术的是斯坦福大学的约翰•查菲教授。查菲教授三十几岁就成为了 IEEE 的资深会员（Fellow），刚四十岁就成为了美国工程院院士。1991 年，他带着自己的几个学生，办起了一家做 DSL 的小公司 Amati。1997 年，他把 Amati 公司以四亿美元的高价卖给了德州仪器（TI）。这是硅谷新技术公司典型的成功案例。在调制解调器发展的量变阶段，就不会有 Amati 这样的小公司出现，即使出现了，也无法和德州仪器竞争。但是，一旦调制解调器速度接近原有的极限时，能够突破这个极限的新兴公司就有机会登上历史的舞台。
反摩尔定理使得 IT 行业不可能像石油工业或者是飞机制造业那样只追求量变，而必须不断寻找革命性的创造发明。因为任何一个技术发展赶不上摩尔定理要求的公司，用不了几年就会被淘汰。大公司们，除了要保持很高的研发投入，还要时刻注意周围和自己相关的新技术的发展，经常收购有革命性新技术的小公司。它们甚至出钱投资一些有希望的小公司。在这方面，最典型的代表是思科公司，它在过去的二十年里，买回了很多自己投资的小公司。
反摩尔定理同时使得新兴的小公司有可能在发展新技术方面和大公司处在同一个起跑线上。如果小公司办得成功，可以像 Amati 那样被大公司并购（这对创始人、投资者以及所有的员工都是件好事）。甚至它们也有可能取代原有大公司在各自领域中的地位。例如，在通信芯片设计上，广通（BroadCom）和 Marvell 在很大程度上已经取代了原来的朗讯的半导体部门，甚至是英特尔公司在相应领域的业务。
当然，办公司是需要钱的，而且谁也不能保证对一个新兴公司的投资一定能够得到收益。有些愿意冒风险而追求高回报的投资家将钱凑在一起，交给既懂得理财又懂得技术的专业人士打理，投给有希望的公司和个人，这就渐渐形成了美国的风险投资机制。办好一个高科技公司还需要有既志同道合又愿意承担风险的专业人才，他们对部分拥有一个公司比相对高的工资更感兴趣，因此就有了高科技公司员工的期权制度。
IT 行业发展至今，自有它的生存发展之道。它没有因为价格的不断下降而萎缩，而是越来越兴旺。我们以后还会陆续介绍它的发展规律。 | 
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