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处理器史话 | 从PC到手机,处理器的舞台大转移

2017/01/14
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20 世纪 80 年代,第一台 PC 机诞生。

1981 年 8 月 12 日,IBM 在纽约曼哈顿华尔道夫饭店的会议厅展示了一款小型电脑,在此之前,电脑是普通用户难以企及的庞然大物。IBM 公司为它的新产品命名为 IBMPC(PersonalComputer,即“个人电脑”)。

Intel 葛鲁夫和微软比尔·盖茨在第一台个人电脑前感慨万千

PC 机一经问世,便“惊艳”了全世界。

到了 90 年代,PC 机作为高端电子产品,走进大众的工作和生活。能够操作电脑,一度成为“有学问”的代名词。当然也带来诸多的优势,比如:用电脑写文章,有两个好处,一是节约,二是提高效率。

对于前者,用键盘和显示器代替了笔墨,显然是节约了耗材,当然这个节约的意义并不是单纯的环保,更重要的是节约了很多时间。时间的节约,直接导致了工作效率的提高。不是吗?“好文章是改出来的”,甚至是“文章不厌百回改”。在运指如飞之间,文章的词汇、段落瞬间完毕,更加不可思议的是,“Ctrl+C”和“Ctrl+V”组合,完全代替了手工的修改、涂抹和手动“剪辑”的工作,编辑完毕之后,用印刷体打印出来,简直是漂亮之极。最动人之处莫过于对文字的处理,可以随时保存、编辑和打印,一张 3.5 寸的软盘,几乎可以保存一本《红楼梦》的全集。

作为工具的 PC 机,不但改变了工作行为,更最重要的是改变了思维方式。

21 世纪的第一个 10 年,是互联网的时代,此时 PC 机几乎走进千家万户,成为网络时代下的一个工具,但是它的发展,再次“惊艳”了全世界。网络技术改变了“青灯黄卷,皓首穷经”的学习模式。在互联网上,所需要的任何资料,均可以信手拈来,足不出户便知天下事。而信息的搜索和处理,只不过是其强大功能中的“九牛一毛”。移动互联网的开通,更让互联网如虎添翼,也给更多的人带来了上网的便利。

如今,作为 PC 机大脑的处理器,已经是由“单细胞”进化为“多细胞”,正在向更高的智能化和小型化方向进化。处理器在 PC 业务的发展之路,貌似已经是波澜不惊,那么下一个“惊艳”会是哪个方向?

事实证明是: 物联网(IoT,Internet Of Things)和人工智能,而二者的大脑都是“CPU”,只不过是芯片在体积和性能的差异、承载对象的载体不同罢了。

目前,物联网技术应用的浪潮已经势不可挡,人工智能正期待打破效率瓶颈。不过从长远看,智能机器和人工智能还处于初始阶段,长路漫漫,刚刚开始。

从 2013 年 开始,一个新的名词被提出来:智能硬件

智能硬件,从名称上看,是一类具有 Smart 特性的电子产品。但仔细推敲起来,不难发现,其实这是一个伪概念:硬件只是一种外在形态,手环是硬件,机器人是硬件,具体到每个品类它的内在规律是完全不一样的。因此,可以把它分成左右两条路,一条路是叫新消费电子,另外一条路叫新智能主机,新消费电子面向日常生活,新智能主机面向的五年后的未来。

消费电子发展
首先,了解一下什么是消费电子。

消费电子和新消费电子
消费电子(Consumer electronics),指供日常消费者生活使用的电子产品。消费类电子产品在不同发展水平的国家有不同的内涵,在同一国家的不同发展阶段有不同的内涵。

比如:在我国,初期消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品,如:电视机、影碟机(VCD、SVCD、DVD)、录像机、摄录机、收音机、收录机、组合音响、电唱机、激光唱机(CD)等。而在一些发达国家,则把电话、个人电脑、家庭办公设备、家用电子保健设备、汽车电子产品等也归在消费类电子产品中。

随着技术发展和新产品新应用的出现,数码相机、手机、PDA 等产品也在成为新兴的消费类电子产品。从 20 世纪 90 年代后期开始,融合了计算机、信息与通信、消费类电子三大领域的信息家电,开始广泛地深入家庭生活,它具有视听、信息处理、双向网络通讯等功能,由嵌入式处理器、相关支撑硬件(如:示卡、存储介质、)、嵌入式操作系统以及应用层软件包组成。目前,音频、视频和通讯设备是信息家电的主要组成部分,并构成智能家电的组成部分,包括已经付诸实践的家电,诸如:电冰箱、洗衣机、微波炉等等。

消费电子,除了与容积相关的大型家用电器以外,大多朝向轻、薄、短、小、化的发展,以方便携带或使用。此外,消费电子的自动化程度逐渐提高。例如单键操控(One Touch),模糊逻辑(Fuzzy logic),简化使用者的操作。

2013 年 到 2014 年 智能硬件这一波大多数是新消费电子,新消费电子有两个特征:
第一、它是一个大规模的存量市场,是对已有电子产品的改造升级,而非创造新品类。
第二、它是用互联化的手段改造关键节点,是否智能不关键,关键是有没有提升体验。
它取代的对象是传统的消费电子公司,如:松下、索尼。关于这一点,可以在每个家庭中找到证据:早期的家用洗衣机的几乎都是机械洗衣机,但是当单片机足够便宜后,都变成了微控制洗衣机。目前,市场上正在逐渐接受智能家居和智能家电,那么有理由相信,在未来几年,随着联网模块价格的降低,以及网络技术的升级和推广,物联网洗衣机将会得到普及。

从新消费电子到新智能主机
新智能主机则是另外一种思路,与新消费电子截然不同,甚至相反。
新消费电子改变的是一个功能,一个行业,而新智能主机改变的是若干个行业,就像无人机,现在改变的是仅仅是相机,未来有可能会改变物流和安防。2015 年涌现的智能硬件很大一部分都在新智能主机这个范畴。

新一代的智能主机出现时,往往伴随两个特征:
(1) 交互方式上维度的提升。
从 PC 到手机,人机交互上增加了三个维度,即:移动性、LBS(Location Based Services,定位服务)和语音。这些维度增加后,终端就变得更加强大,原本不可能完成的任务现在就可以完成了。

机器人在很大程度上改变人机交互方式。以手机手法短信为例,传统的方式是这样的:我们给手机发送一条短信,然后手机返回给我们一段信息。但是机器人不同,你给它一个指令,它返回给你的可能是一个动作,或是一个已经完成的任务,信息和动能之间第一次有了交互。VR/AR 则是在手机的基础上又增加了三维空间这一维度,可发挥的空间大了很多,互动娱乐碰上三维空间,这里面可发生的化学反应太多了。

(2) 极大的延展空间。
一个未来的智能化主机,改变的往往不只是一个行业,而是若干个行业,这终端不是 feature phone,而是 smart phone,可以承载很多应用和内容。

长远来看,有理由相信:新智能主机里会涌现出下一个 Smart Phone,并且会诞生下一批“杀手”级应用。从 PC 到手机,涌现出了微信、百度地图、美团等杀手级应用,这些应用的产生一定程度上是因为巧妙利用了智能机的特性,从而完成了之前 PC 上无法完成的任务;同理,新的智能终端出现时,应该也会完成之前手机上无法完成的一些任务,比如 MOOC 教学缺少沉浸感,比如多故事线的游戏。

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系列汇总:

之一:第一款处理器之谜

之二:处理器的春秋战国时代:8 位处理器的恩怨与纷争(上)

之三:处理器的春秋战国时代:8 位处理器的恩怨与纷争(下)

之四:处理器的三国时代:苹果搅动 MCU 江湖

之五:处理器的三国时代:DR 公司盛气凌人,IBM 转身成就微软

之六:32 位处理器的攻“芯”计:英特尔如何称霸 PC 江湖?

之七:AMD 称霸 PC 处理器市场的“昙花一现”

之八:CPU 两大阵营对擂,X86 构架让英特尔如日中天

之九:你知道 X86 构架,你知道 SH 构架吗?

之十:SuperH 系列处理器:昔日惠普 Jornada PDA 的“核芯”

之十一:MIPS 构架:曾经是英特尔的“眼中钉”

之十二:MIPS 构架之:我和龙芯有个约会

之十三:ARM 架构:有处理器之处,皆有 ARM

之十四:ARM 和英特尔还有一场“硬仗”要打!

之十五:PowerPC 架构:IBM 的一座金矿

之十六:PowerPC 和它的“前辈们”:曾经那么风华绝代

之十七:PowerPC 和它的“前辈们”:一代更比一代强

十八:当 Power 架构的发展之路遭遇“滑铁卢”

之十九:开启多核时代的 Yonah:它是英特尔酷睿 core 的开发代号

之二十:除了 Core iX 系列,你未曾注意的架构还有这些!

之二十一:处理器厂商的绝密武器之工艺之争

之二十二:CPU 的主频、倍频、超频,不是频率越高速度就越快

之二十三:这张漫画告诉你,为什么双核 CPU 能打败四核 CPU?

之二十四:核”与“线程”对 CPU 工作效率的贡献,各有千秋

之二十五:英特尔和 AMD 在“核战场”上的殊死搏斗

之二十六:多核 MCU 的出路在哪里?

之二十七:多核异构新方向,ARM 与 Intel 在手持设备市场的“厮杀”

之二十八:大小核的发展:大四核?小四核?这款 CPU 到底是几个核?

之二十九:大小核(big.LITTLE)架构的前世今生

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电子产业图谱

1996毕业于华东理工大学自控系,同年7月进入某大型国企担任电气员。2000年转行从事硬件研发相关工作;后从事RFID相关产品的研发、设计,曾参与中国自动识别协会RFID行业标准的起草;历任硬件工程师、主管设计师、项目经理、部门经理;2012年至今,就职于沈阳工学院,担任电子信息工程专业教师,研究方向:自动识别技术。已经出版教材《自动识别技术概论》,职场故事《51的蜕变 》。