苹果打破了摩尔定律?

北京时间2013年9月11日,苹果公司推出其第七代智能手机——iPhone 5s和iPhone 5c(严格来说,iPhone 5c属于第六代智能手机,其可视为iPhone 5的替代品)。因其所有的信息都在公众的意料之中,大家纷纷怀疑苹果已经开始走下坡路。也有人从另一个角度来看,说苹果貌似是企图屡次打破摩尔定律,以达到利益的最大化。

有计算机行业常识的人相信都听说过摩尔定律,其最通用的说法是“集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番”。不过到了后来,变成了“计算机的性能每隔18个月就翻一番”。换言之,每隔18个月,用之前一半的钱就能买到与之相同的配置。而苹果却一反常规,其更新性能的速度给人感觉远远慢于摩尔定律这一神律,而发布的机器也非在一年半之后就降价为发布时的一半。吴军博士也曾在《浪潮之巅》中提到:IT公司的硬件产品无一不遵守摩尔定律,但“唯一的例外是苹果公司”。

苹果真的打破了摩尔定律?

如果要搞清这件事情,首先要弄清楚上述所谓的摩尔定律是否是其公认的创始人的戈登.摩尔(Gordon Moore)所言。其实,“摩尔定律”的最初原型是1965年时任仙童半导体公司研究开发实验室主任的摩尔应邀为《电子学》杂志35周年专刊写的一篇观察评论报告,在报告中,他预言:“最低元器件价格每年大约增加一倍”,但允许一定的时间波动。十年后,摩尔在提交给IEEE学术年会的论文上,把“每年翻一番”改为“每两年翻一番”。并在后来接受《科学的美国人》(Scientific American)采访时证实了这一说法,同时声明他从来没有说过“每18个月翻一番”。后来英特尔公司的统计数据也证明两年这个时间比18个月更靠谱。所以,首先来讲,虽然摩尔定律规定的是一个可波动的时间,但其波动的基数为24个月。

其实,苹果公司发布的机器能够适合拿来跟摩尔定律对照的有个人电脑和智能手机两类。下面简单计算几组数据:从苹果推出Apple I到2012年新款iMac家用电脑,其主频共翻了13.5番,内存翻了18番,平均翻番周期分别为33个月和24个月(注:本文以0.5番为翻番计数单位;多核心由于不是真正速度翻倍,故速度粗略计算为单核心的1.5倍);而从第一代便携式电脑Macintosh Portable到2012版MacBook Pro,其主频共翻了8番,内存翻了11番,平均翻番周期分别为34个月和25个月;再来看苹果推出了共计七代的iPhone手机,从第一代iPhone到iPhone 5s,苹果用了80个月的时间,将主频速度翻了2.5番,内存翻了3番,平均翻番周期分别为32个月和27个月。

虽然主频速度是计算机性能的一个重要指标,但由于多核心造成的真实速度不准确性,暂不考虑其对摩尔定律的偏离(其实由于当前功耗问题造成的技术瓶颈,单核主频都被局限到4GHz以下,造成多核心变成目前不得已而为之的一种替代方法。所以目前市售CPU的主频翻番周期都越来越长)。单从内存来看,其翻番周期为24个月、25个月和27个月,除了iPhone的周期偏长,其余的基本跟摩尔定律的周期持平。

那么iPhone为什么会不遵从摩尔定律?或者说翻番周期这么长?答案又跟另一个IT界的定律相关,即安迪-比尔定律。简单来说,安迪-比尔定律即表示当计算机硬件一旦更新升级,市面上的软件也就会随之升级,以吸收新型芯片的所带来的高性能。这给硬件厂商带来的好处是,用户会发现自己手中的机器已经不能流畅运行大量的市面流行软件,进而被动更新硬件;而软件厂商也能因为硬件的升级,利用更加执行效率更低的高级语言进行软件开发以节约人力成本,这样还可以使软件更加友好和易用,庞大的软件促使硬件进行再次提升以达到更快性能。虽然软件公司是为了自己的利益,但这样的循环会促进硬件厂商更快的提升硬件,进而遵从摩尔定律。

iPhone却无论是硬件还是系统软件,都来自一个公司——苹果公司。这就造成其软件与硬件部门可以选择遵从安迪-比尔定律,也可以相互协作,或者叫“宽容”,即硬件部门让软件部门可以按照他们的频率更新系统,但不要太吃系统资源,这样就可以避免频繁提升硬件而使公司频繁更换生产线;软件部门也可以根据自己的硬件特点,设计出呈现效果好但耗费资源少的系统软件。至于第三方软件就更为残酷:首先,无论哪款第三方软件都必须经过App Store审核才能上架,根源上就保证了苹果的主动性;其次,第三方软件如果吃掉过多系统资源,给用户的第一反应是软件不好用,而不是手机不好用,而苹果也不会因为任何一款第三方软件而提升自己的硬件水平。这,就导致第三方软件开发商只能小心翼翼的开发自己的软件,以达到在现平台最流畅的效果。

在iPhone的前几次升级时,消费者也都还是买账的,特备是在iPhone 4和iPhone 4s的黄金时期,iPhone的普及度和销量一飞冲天。这时,是硬件带动软件发展。由于硬件还很充裕,所以iOS进行的一轮又一轮升级让用户未感觉任何不适。从iPhone 5开始,苹果公司发现销售增长曲线开始疲软。这时普通厂商的做法是将高端产品降价促销,而苹果却试图在软件上面下功夫。新发布的iOS 7在系统资源消耗上大大高于之前的iOS 6,这就迫使iPhone 4和iPhone 4s用户被动更新设备,以达到增加销量的目的。iPhone 5s和iPhone 5c的销量暂时还看不出来,但相信大家都能看出来,苹果是依托自己软件和硬件提供商的双重身份,利用安迪-比尔定律将自己的利益进行最大化。

这样说来,苹果貌似可以随意利用安迪-比尔定律来控制市场,其实也不尽然。虽然在自己的平台下可以任意进行硬件和软件的平衡,但市场上不仅仅苹果一家智能手机。当用户发现其他厂商的硬件(不仅仅指普通硬件的性能,也包括一些通常不包括在计算机性能的智能手机特有性能,如:照相效果、GPS搜星效果、通话质量等)已经远超苹果,并且运行情况良好的情况下,他们虽然不会马上转投其他厂商,但也会喊出呼声,这样当硬件如果不能适时跟上,那苹果仅剩下的软件优势被其他平台跟上就只是时间问题了。虽然这种假设在现在的情况来还为时尚早,但也不能将其排除。人人都知道,现在往前推五六年,诺基亚还如日中天,但现在却已日薄西山,最后落得手机业务全部被微软纳为旗下的命运。iPhone软硬件的配合产生出令人称赞的效果。良好的通话质量源于优良的通话降噪技术,优秀的拍照效果源于优良的硬件器材和高效的优化算法,这些都在一段时间之内还是iPhone的优势所在。

所以,与其说苹果打破了摩尔定律,不如说苹果具有良好的掌控能力,利用安迪-比尔定律加上自身的软硬件研发,将摩尔定律变成自己的一个工具。摩尔定律的创始人戈登.摩尔曾经预测,摩尔定律会在2020年左右失效。那在剩下的7年中,让我们一起期待苹果带给世人的下一个奇迹。

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