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[其他] 即将改变一切的计算趋势

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发表于 10-4-2012 11:00:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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FROM: http://www.36kr.com/p/98234.html
<h2 style="margin-bottom: 9px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; color: rgb(24, 24, 24); line-height: 1.25; font-size: 3.5rem; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; text-align: -webkit-auto; "><br></h2><hr style="border-top-style: dashed; border-right-style: dashed; border-bottom-style: dashed; border-left-style: dashed; border-top-color: rgb(221, 221, 221); border-right-color: rgb(221, 221, 221); border-bottom-color: rgb(221, 221, 221); border-left-color: rgb(221, 221, 221); border-width: initial; border-image: initial; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; clear: both; margin-top: 12px; margin-right: 0px; margin-bottom: 18px; margin-left: 0px; height: 0px; color: rgb(85, 85, 85); font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; font-size: 13px; line-height: 18px; text-align: -webkit-auto; "><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; "><a href="http://www.36kr.com/p/98234.html/digital_world-jpg_blog" rel="attachment wp-att-98240" style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; color: rgb(17, 99, 157); text-decoration: none; outline-width: 0px; outline-style: initial; outline-color: initial; line-height: inherit; "><img class="aligncenter size-full wp-image-98240" title="digital_world.jpg_blog" src="http://img01.36krcnd.com/wp-content/uploads/2012/04/digital_world.jpg_blog.png" alt="" width="499" height="372" style="margin-top: 0px; margin-right: auto; margin-bottom: 0px; margin-left: auto; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; max-width: 678px; height: auto; text-align: center; display: block; "></a></p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">大家都很熟悉摩尔定律(参见<a href="http://www.36kr.com/p/76910.html" style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; color: rgb(42, 133, 232); text-decoration: none; outline-width: 0px; outline-style: initial; outline-color: initial; line-height: inherit; ">极客须知的十大定律</a>),即自上世纪七十年代以来,计算机的性能每18个月翻番。但是却很少人留意到另一个跟摩尔定律变化曲线相当的效应:自计算机诞生以来,其电效率同样是每18个月翻一番。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">笔记本与智能手机之所以存在要感激这一趋势,正是因为这个隐藏的摩尔定律导致这些电池供电设备耗电量的大幅削减。从下图可见,执行固定运算次数所需的功耗在未来仍将稳步且高速地下降,如果你需要直观一点的印象,我们不妨把时间放到10年后,到那时执行相同次数的运算所需的能耗将会是今天的1/100!其结果必定会是更小型的、能耗更低的计算设备的大幅扩散,从而为新的移动计算和通信应用铺平了道路,而后者则可以极大地提高我们实时收集和使用数据的能力。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">超低功耗计算的一个例子是华盛顿大学的Joshua R. Smith发明的无电池无线传感器,其所需的能量是从杂散的电视和无线电信号那里捕获的,每5秒钟会将数据从气象站传送到一个室内显示屏。这种设备由于用电量极低(平均50微瓦)所以不需要其他电源。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">能够收集环境能量(如环境光线、运动、热量等)为无源移动传感器的运作打开了机遇之门,这意味着可用数据的大爆发。颗粒度精细的定制化数据(如个体特征数据、交易数据、信息流等)必将全面扩张,这种数据被麻省理工学院的Erik Brynjolfsson教授称为是<strong style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: inherit; ">纳米数据(nanodata)</strong>。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">这种能耗下降的趋势究竟能持续多久?1985年,物理学家Richard Feynman曾做过计算,认为最终计算设备的能耗效率会提高1000亿(10<sup style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; ">11</sup>)倍(相对于当时的计算机能耗)。而根据<a href="http://www.technologyreview.com/business/40016/" rel="external nofollow" target="_blank" style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; color: rgb(42, 133, 232); text-decoration: none; outline-width: 0px; outline-style: initial; outline-color: initial; line-height: inherit; ">统计</a>从1985到2009年间,计算设备的能耗效率提高了40000倍。这个数字听起来有点吓人,但是跟10<sup style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; ">11</sup>相比,说明这个趋势才刚刚开始。</p><div class="wp-caption aligncenter" style="margin-top: 0px; margin-right: auto; margin-bottom: 0px; margin-left: auto; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; text-align: center; color: rgb(85, 85, 85); font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; font-size: 13px; line-height: 18px; width: 455px; "><a href="http://www.36kr.com/p/98234.html/computer_trend_chart_lg" rel="attachment wp-att-98235" style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; color: rgb(42, 133, 232); text-decoration: none; outline-width: 0px; outline-style: initial; outline-color: initial; line-height: inherit; "><img title="computer_trend_chart_lg" src="http://img02.36krcnd.com/wp-content/uploads/2012/04/computer_trend_chart_lg.jpg" alt="" width="445" height="547" style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: 0px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; max-width: 678px; height: auto; "></a><p class="wp-caption-text" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; ">相同能耗下计算机执行的运算次数每1.5年翻一番</p></div><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">我们再举个具体一点的例子,如果把今天的MacBook以1991年的能耗水平来运行,那么这台笔记本电脑完全充好电的电池只能够坚持2.5秒。我们再往前推演一下,再看看当今运算速度最快的超级计算机,日本的的京(Fujitsu K),其浮点运算能力达到1万万亿次/秒,但是能耗也达到了惊人的12.7兆瓦。这种能耗足以为一个中等规模的城镇供电。但是从理论上来说,如此计算能力的设备,在20年之后,其能耗不会超过一台烤箱。而今天的笔记本的能耗已经到达无穷小的地步。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">这一现象驱动着所有硅基设备的发展。但是尚未有人能够确定数据传输的效率(比如传感器发送无线信号的能耗)是否也会有相匹配的提高。信息传输速率、通信频率、不执行任务时节能的方式,这些设计选择都会显著影响到移动设备的总体耗电情况。不过计算的效能改进也会推动其他领域的创新,因为这是完全发挥新计算和传感技术威力的唯一之道。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">计算能耗长期持续的改进将会革新我们收集和分析数据的方式,也会影响到我们利用数据进行决策的方式。在这一趋势的推动下,物联网将会变成现实。工业过程的控制将会更加精细,评估我们行动的结果也会更加快速有效,反映新现实的体系和业务模型重塑将会加快速度。还能够帮助我们以一种更为实验性的做法与世界交互:即我们可以实时地取得真实的数据来验证假设,并能够根据情况调整假设。</p><p align="left" style="margin-bottom: 18px; border-top-width: 0px; border-right-width: 0px; border-bottom-width: 0px; border-left-width: 0px; border-style: initial; border-color: initial; border-image: initial; font: inherit; vertical-align: baseline; line-height: 26px; color: rgb(68, 68, 68); font-size: 16px; font-family: 'Microsoft Yahei', 'Helvetica Neue', 'Luxi Sans', 'DejaVu Sans', Tahoma, 'Hiragino Sans GB', STHeiti; ">从历史上看,最好的计算机科学家和芯片设计师关注都是尖端的高性能计算问题。但是现在计算能效正在逐步吸引顶级的设计师和工程师,他们面临的是一个新问题—如何进行全系统的集成设计,怎样提高用电和数据传输效率,以及如何将人类的关系演变为与宇宙的关系—这是一个迷人而又充满挑战的命题,如能解决,也许我们即将迎来阿凡达的世纪。</p>
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发表于 10-4-2012 22:25:06 | 显示全部楼层


这个是有很大问题的。MacBook的电池再保守至少有40Wh吧?2.5S放光40Wh的电,需要多大的功率呢?<br>
<br>
40wh x (3600s/h)  / 2.5s = 57600w = 78hp<br>
<br>

78hp的动力,相当于一台1.4L的主流汽车发动机。而18hp就可以把一架超轻型飞机送上天。

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发表于 10-4-2012 22:53:08 | 显示全部楼层
原帖由 tristone 于 10-4-2012 21:25 发表


这个是有很大问题的。MacBook的电池再保守至少有40Wh吧?2.5S放光40Wh的电,需要多大的功率呢?

40wh x (3600s/h)  / 2.5s = 57600w = 78hp


78hp的动力,相当于一台1.4L的主流汽车发动机。而18hp就可以把 ...


应该没什么问题。91年的时候,286才刚刚诞生不久,今天的MACBOOK,起码相当于当时的一个中型机吧,几万瓦是合理的

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coredump + 20 我很赞同!

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 楼主| 发表于 11-4-2012 17:01:03 | 显示全部楼层
原帖由 <i>tristone</i> 于 10-4-2012 21:25 发表 <a href="http://www.freeoz.org/ibbs/redirect.php?goto=findpost&amp;pid=4114543&amp;ptid=1016769" target="_blank"><img class=" zrfcyhnjszagodhyelbd" src="http://www.freeoz.org/ibbs/images/common/back.gif" alt="" border="0"></a>


这个是有很大问题的。MacBook的电池再保守至少有40Wh吧?2.5S放光40Wh的电,需要多大的功率呢?

40wh x (3600s/h)  / 2.5s = 57600w = 78hp


78hp的动力,相当于一台1.4L的主流汽车发动机。而18hp就可以把 ...
<br>直到1994年的IBM大型机9672 CPU计算能力,也就是15-66MIPS, 1-6个CPU, 这远逊于今天的Macbook Pro (2.4G, 4核 i7, 4-8G内存), 750G硬盘. <br><br>199x年代的高性能计算机, 找了半天,最好的要算Cray EL90 (1993)系列了:
EL92,2CPU,512MB内存, EL98 8核CPU, 2G内存, 重量635 kg。

在边感慨边搜索这些资料的时候,顺便发现了1991年倒的确是个不同寻常的年份,这一年发生的事情有:
1. AMD 发表386 CPU
2. Intel 随后发布486
3. 微软从OS/2转移到Windows NT
4. microsoft.com上线
5. MS-DOS 5.0
6. Tim Berners-Lee发明WWW
7. Linus发布Linux
8. python语言诞生
9. HTTP/0.9诞生
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 楼主| 发表于 11-4-2012 17:11:48 | 显示全部楼层
对于浮点运算能力来看, wikipedia能查到的资料:

1990年          日本         NEC SX-3/44R         23.2 GFLOPS         日本府中市NEC府中厂
1993年      美国         Thinking Machines CM-5/1024         65.5 GFLOPS         美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室;美国国家安全局

而多核i7, 随便网络上搜搜,benchmark都在50GFLOPS以上, 轻松超过1991年超级计算机水平。
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发表于 19-4-2012 01:30:59 | 显示全部楼层
原帖由 coredump 于 11-4-2012 16:11 发表
对于浮点运算能力来看, wikipedia能查到的资料:

1990年          日本         NEC SX-3/44R         23.2 GFLOPS         日本府中市NEC府中厂
1993年      美国         Thinking Machines CM-5/1024         65.5 GFLOPS         美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国 ...



我觉得这个说法有很大的误导性,尤其是过度简化后。

阿波罗登月的飞船导航电脑的计算能力,仅仅相当于今天的一台最初级的口袋计算器。但是现在的航天任务,真的都在用纽扣电池么?显然答案是否定的。个人电脑呢?真的随着处理速度的指数增长,耗电量直线下降了么?答案也是否定的。一个很明显的事实是,当年的8086,286,386都是没有散热片的。后来486有了散热片,在后来要加风扇了,再后来散热片的尺寸变得很夸张,甚至PC的机箱散热也变成了一个大问题。在显卡上你也可以看到相同的趋势。<br>
<br>
那么为啥处理速度翻着跟头往上升,耗电不降反升呢?<br>
<br>
你也许可以说,这是因为现在的计算需求变得更复杂了,相同时间内需要做的事情增加了。但是等等,微软不是一直都在说,他们的Windows比上一代效率更高,运行更快么?再说,同一件事,今天你打个字排个版、做个电子表格,和20年前能有多大的差别?实际上,最为容易体现出计算能力增长的,恐怕只有三维图形处理和天气预报,科学计算之类能够大规模并行化处理的场合。而且我敢打赌,即使是这些场合,能源利用效率的增长也是远远低于表面上宣称的计算能力增长的。在无法并行处理的大多数通用计算领域,情况就更加不乐观了。<br>
<br>
当然,在一些尖端的应用当中,确实能源的利用率提高了很多,比如现在可以有电子昆虫,微型机器人等等。不过我觉得普遍性的提高不会那么快。曾经有科幻小说天真的以为到2000年所有的家务都有机器人代劳,是不是那么回事呢?<br>

[ 本帖最后由 tristone 于 19-4-2012 00:32 编辑 ]

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 楼主| 发表于 19-4-2012 02:17:53 | 显示全部楼层
原帖由 <i>tristone</i> 于 19-4-2012 00:30 发表 <a href="http://www.freeoz.org/ibbs/redirect.php?goto=findpost&amp;pid=4125235&amp;ptid=1016769" target="_blank"><img src="http://www.freeoz.org/ibbs/images/common/back.gif" border="0" alt=""></a>



我觉得这个说法有很大的误导性,尤其是过度简化后。

阿波罗登月的飞船导航电脑的计算能力,仅仅相当于今天的一台最初级的口袋计算器。但是现在的航天任务,真的都在用纽扣电池么?显然答案是否定的。个人电 ...
<div><span class="Apple-style-span" style="font-size: 23px; ">摩尔定律 andy bill 定律,一时瑜亮。</span></div><div><span class="Apple-style-span" style="font-size: 29px;"><br></span></div>
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发表于 19-4-2012 08:28:40 | 显示全部楼层
2000年是没有了。不过2100年很有可能。

原帖由 tristone 于 19-4-2012 00:30 发表

曾经有科幻小说天真的以为到2000年所有的家务都有机器人代劳,是不是那么回事呢?
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