整個(gè)信息技術(shù)（Information Technologies，簡(jiǎn)稱(chēng)IT）產(chǎn)業(yè)包括很多領(lǐng)域、很多環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)之間都是互相關(guān)聯(lián)的。和世界上任何事物同樣，IT產(chǎn)業(yè)也是不斷變化和發(fā)展，并且有著它自身發(fā)展規(guī)律的。這些規(guī)律，被IT領(lǐng)域的人總結(jié)成一些定律，稱(chēng)為IT定律（IT Laws）。我們結(jié)合一些具體的例子，分幾次介紹這些定律。在這一章中，我們將介紹摩爾定律（Moore's Law）、安迪–比爾定律（Andy and Bill's Law）和反摩爾定律（Reverse Moore's Law）。這三個(gè)定律和在一起，描述了IT產(chǎn)業(yè)中最重要的組成部分—計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展規(guī)律。

科技行業(yè)流傳著很多關(guān)于比爾·蓋茨的故事，其中一個(gè)是他和通用汽車(chē)公司老板之間的對(duì)話。蓋茨說(shuō)，如果汽車(chē)工業(yè)能夠像計(jì)算機(jī)領(lǐng)域一樣發(fā)展，那么今天，買(mǎi)一輛汽車(chē)只需要25美元，一升汽油能跑400公里。1通用汽車(chē)?yán)习宸磽羯w茨的話我們暫且不論，這個(gè)故事至少說(shuō)明計(jì)算機(jī)和整個(gè)IT行業(yè)的發(fā)展比傳統(tǒng)工業(yè)要快得多。

最早看到這個(gè)現(xiàn)象的是英特爾公司的創(chuàng)始人戈登·摩爾（Gordon Moore）博士。早在1965年，他就提出，在至多10年內(nèi)，集成電路的集成度會(huì)每?jī)赡攴环：髞?lái)，大家把這個(gè)周期縮短到18個(gè)月。現(xiàn)在，每18個(gè)月，計(jì)算機(jī)等IT產(chǎn)品的性能會(huì)翻一番；或者說(shuō)相同性能的計(jì)算機(jī)等IT產(chǎn)品，每18個(gè)月價(jià)錢(qián)會(huì)降一半。雖然，這個(gè)發(fā)展速度令人難以置信，但幾十年來(lái)IT行業(yè)的發(fā)展始終遵循著摩爾定律預(yù)測(cè)的速度。

1945年，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC的速度是能在一秒鐘完成5?000次定點(diǎn)的加減法運(yùn)算。這個(gè)30米長(zhǎng)、兩米多高的龐然大物，重27噸，耗電15萬(wàn)瓦。到2007年我第一次在Google黑板報(bào)上登這篇博客時(shí)，當(dāng)時(shí)使用英特爾酷睿芯片的個(gè)人電腦計(jì)算速度是每秒500億次浮點(diǎn)運(yùn)算，已經(jīng)是ENIAC的1?000萬(wàn)倍，體積耗電量就更不用比了。那一年（2007年），世界上最快的計(jì)算機(jī)IBM的藍(lán)色基因（BlueGene/L），速度高達(dá)每秒鐘367億次浮點(diǎn)運(yùn)算，是ENIAC的734億倍，正好是每20個(gè)月翻一番，和摩爾定律的預(yù)測(cè)大致相同。2010年11月，世界上最快的計(jì)算機(jī)是中國(guó)的天河1A，計(jì)算速度高達(dá)2.57萬(wàn)億次，僅僅3年，又比2007年IBM的記錄提高了70倍。

計(jì)算機(jī)速度的提高如此，存儲(chǔ)容量的增長(zhǎng)更快，大約每15個(gè)月就翻一番。1976年，蘋(píng)果計(jì)算機(jī)的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器容量為160KB，大約能存下80頁(yè)的中文書(shū)。今天，同樣價(jià)錢(qián)的臺(tái)式個(gè)人電腦硬盤(pán)容量可以到500GB，是當(dāng)時(shí)蘋(píng)果機(jī)的300萬(wàn)倍，可以存得下北京大學(xué)圖書(shū)館藏書(shū)的全部文字部分。不僅如此，這十幾年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)的傳播速度也幾乎是按摩爾定律的規(guī)律在增長(zhǎng)。13年前，我有幸成為中國(guó)第一批上網(wǎng)的用戶，那時(shí)還是通過(guò)高能物理所到斯坦福大學(xué)線性加速實(shí)驗(yàn)室的一根專(zhuān)用線路和互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，當(dāng)時(shí)電話調(diào)制解調(diào)器的速度是2.4Kbps，如果下載Google拼音輸入法需要8個(gè)小時(shí)。2007年，商用的ADSL通過(guò)同樣一根電話線可以做到10Mbps的傳輸率，是13年前的4?000倍，幾乎每年翻一番，下載Google拼音輸入法或騰訊的QQ只要10秒鐘左右。四年后的今天，一些地區(qū)光纖入戶已經(jīng)開(kāi)始，網(wǎng)絡(luò)的傳輸率又可以提升一個(gè)到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。在世界經(jīng)濟(jì)的前五大行業(yè)，即金融、IT、醫(yī)療和制藥、能源和日用消費(fèi)品，只有IT一個(gè)行業(yè)可以以持續(xù)翻番的速度進(jìn)步。

人們多次懷疑摩爾定律還能適用多少年，就連摩爾本人一開(kāi)始也只認(rèn)為IT領(lǐng)域可以按這么高的速度發(fā)展10年，至于以后當(dāng)時(shí)他也說(shuō)不清了。而事實(shí)上，從二戰(zhàn)后至今，IT領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步一直是每一到兩年翻一番，至今看不到停下來(lái)的跡象。至少，在我第一次刊登這篇博客的2007年到2011年的今天，摩爾定律依然適用。在人類(lèi)的文明史上，沒(méi)有任何一個(gè)其他行業(yè)做到了這一點(diǎn)。因此，IT行業(yè)必然有它的特殊性。

和任何其他商品相比，IT產(chǎn)品的制造所需的原材料非常少，成本幾乎是零。以半導(dǎo)體行業(yè)為例，2006年2時(shí)一個(gè)英特爾的酷睿雙核處理器集成了2.9億個(gè)晶體管，35年前的英特爾8086處理器僅有30?000個(gè)晶體管。雖然二者的集成度相差近10?000倍，但是所消耗的原材料差不太多。IT行業(yè)硬件的制造成本主要是制造設(shè)備的成本。據(jù)半導(dǎo)體設(shè)備制造商Applied Materials公司介紹，建一套能生產(chǎn)45納米工藝酷睿四核芯片的生產(chǎn)線，總投資在30~40億美元。從2006到2010過(guò)去的5年，英特爾公司的研發(fā)費(fèi)用為每年六七十億美元。當(dāng)然，英特爾在研制酷睿的同時(shí)還研發(fā)了很多不成功的芯片，直接投到酷睿上的沒(méi)有那么多。但是英特爾平均一年也未必能研制出一個(gè)酷睿這樣的產(chǎn)品，如果把英特爾的研發(fā)成本攤到所有成功的芯片上，像酷睿這樣的大芯片的研發(fā)費(fèi)和英特爾一年的研發(fā)總預(yù)算是在同一個(gè)數(shù)量級(jí)。假如我們將這兩項(xiàng)成本平攤到前一億片酷睿處理器中，平均每片要攤上近100美元。這樣，當(dāng)英特爾公司最新處理器上市時(shí)，它們的價(jià)格總是很貴；但是，在收回生產(chǎn)線和研發(fā)兩項(xiàng)主要成本后，酷睿處理器的制造成本就變得非常低，英特爾就有了大幅度降價(jià)的空間。在過(guò)去的5年里英特爾PC機(jī)處理器銷(xiāo)量在兩億片左右，因此，一種新的處理器收回成本的時(shí)間不會(huì)超過(guò)一年半。通常，用戶可以看到，一般新的處理器發(fā)布一年半以后，價(jià)格會(huì)開(kāi)始大幅下調(diào)。當(dāng)然，英特爾的新品此時(shí)也已經(jīng)在研發(fā)中。

摩爾定律主導(dǎo)著IT行業(yè)的發(fā)展。首先，為了能使摩爾定律成立，IT公司必須在比較短的時(shí)間內(nèi)完成下一代產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。這就要求，IT公司在研發(fā)上必須投入大量的資金，這使得每個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)不會(huì)有太多的競(jìng)爭(zhēng)者。在美國(guó)，主要IT市場(chǎng)大都只有一大一小兩個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者。比如，在計(jì)算機(jī)處理器芯片方面，只有英特爾和AMD兩家；在高端系統(tǒng)和服務(wù)方面，只有IBM和太陽(yáng)（已經(jīng)被甲骨文并購(gòu)）；在3G手機(jī)處理器方面，只有高通（Qualcomm）、博通（BoardCom）、德州儀器（Texas Instruments，簡(jiǎn)稱(chēng)TI）和Marvell一大三小共四家。

其次，由于有了強(qiáng)有力的硬件支持，以前想都不敢想的應(yīng)用會(huì)不斷涌現(xiàn)。比如，20年前，將高清晰度電影（1?920×1?080分辨率）數(shù)字化的計(jì)算量連IBM的大型機(jī)也無(wú)法勝任；現(xiàn)在，一臺(tái)筆記本大小的索尼游戲機(jī)就可以做到。這就為一些新興公司的誕生創(chuàng)造了條件。比如，在10年前，不會(huì)有人去想辦一個(gè)YouTube這樣的公司，因?yàn)槟菚r(shí)候網(wǎng)絡(luò)的速度無(wú)法滿足在網(wǎng)上看錄像的要求；現(xiàn)在YouTube已經(jīng)融入了老百姓的生活。

第三，摩爾定律使得各個(gè)公司現(xiàn)在的研發(fā)必須針對(duì)多年后的市場(chǎng)。我們不妨往后看10年，如果我現(xiàn)在提出10年后家庭上網(wǎng)的速度將提高一千倍，也許有人覺(jué)得我瘋了。事實(shí)上，這是一個(gè)完全能夠達(dá)到的目標(biāo)。如果做到了這一點(diǎn)，我們每個(gè)家庭可以同時(shí)點(diǎn)播三部高清晰度、環(huán)繞立體聲的電影，在三個(gè)不同的電視機(jī)上收看。還可以隨時(shí)快進(jìn)和跳躍到下一章節(jié)，在任何時(shí)候停下來(lái)后，下次可以接著看。在看三部電影的同時(shí)，我們可以把自己的照片、錄像和文件等信息存到一個(gè)在線的服務(wù)器上，從家里訪問(wèn)起來(lái)就如同存在自己本機(jī)上一樣快。這并不是我自己杜撰出來(lái)的幻想，我在2007年為Google黑板報(bào)寫(xiě)這篇稿時(shí)的想法，已經(jīng)在當(dāng)時(shí)思科和微軟等公司已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施的IP–TV的計(jì)劃中。后來(lái)雖然無(wú)論是思科，還是微軟這方面都沒(méi)有做成功，因?yàn)樗鼈兲?、行?dòng)太慢；但是蘋(píng)果、Google和Netflix（一家以郵遞出租電影、電視劇的公司）現(xiàn)在基本上把這件事做成了。2010年，Google甚至提出了比我四年前提出的每戶100Mbps更激進(jìn)的光纖入戶的設(shè)想，那時(shí)每家的上網(wǎng)速度真將提高上千倍。

當(dāng)然，任何事情都是有兩方面的。摩爾定律的存在，讓現(xiàn)有的IT公司必須有辦法消除摩爾定律帶來(lái)的不利因素，即每18個(gè)月價(jià)格降一半。這一點(diǎn)，我們?cè)诮酉聛?lái)的兩節(jié)中再討論。