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[焦點話題] 猜猜看!光刻機和氫彈哪個更難搞?

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發表于 2020-5-17 15:02:31 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
  日本是一個喜歡“畫面感”的民族。

  從浮世繪、歌舞伎,到茶道、花道,到活著就是為了打籃球的《灌籃高手》、所到之處尸橫遍野的《柯南》,總之,一哭二鬧三上悠亞的日本,就是比四書五經六小齡童的天朝更講究“排面兒”。

  1941年冬天,日本飛機從云層中俯沖下來,直撲夏威夷的珍珠港。

  很多美國軍機的折翼都沒來得及展開,就被按在機場的地面上摩擦,直接變成折翼天使,排面兒太美,不忍直視。直到今天,這都是行為藝術史上不可抹去的一筆。
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  干這事兒,日本海軍司令山本五十六內心其實是一萬個草泥馬的。他是哈佛畢業的高材生,在燈塔國實打實生活過。

  “主張和美國作戰的,可以說是不了解美國的實力。美國生產力異常強大,海軍官兵的行動也非常敏捷。我是軍人,只要陛下一聲令下我也會與美國作戰。但是,我們盡最大努力恐怕也只能打上半年。”

  這是山本開戰前的原話。

  果然,半年之后,中途島一戰,美國開始全面反攻。

  那時候的美國究竟強在哪兒呢?

  二戰前,日本的工業產值占世界的3.8%,美國工業產值占世界的38.7%,底特律一條街的汽車比全日本的日車都多。

  二戰爆發后,美國迅速把全國的工業能力轉向武器制造,從1941年到1943年,美軍坦克產量從4052輛飆升到29497輛,翻了五倍。二戰期間,美國造出了262524架飛機,在整體質量比日本高N個等級的情況下,數量還超過日本和德國的總和。

  這些飛機坦克,美國還不是自己用的,而是給英國、法國、北非戰場、中國戰場整個反法西斯戰線一起用,還綽綽有余的。日本投降,二戰結束時,美國突然不用造飛機坦克了,干得正起勁的工人們還頗有些失落:建國200年都沒這么好的工廠效益,這咋還不打了呢?

  美國兵工廠的那種感覺,恐怕只有現在中國的口罩廠能夠體會了。
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  二戰期間在工廠里造炮彈的美國大姐。

  注意了,節目開始了!這段歷史隱含了一個重要的問題:美國在戰前生產的都是民用汽車,為啥變魔術似的說生產坦克就能生產坦克,還能毫無鴨力地運到亞非歐呢?

  答案很簡單,因為當時的美國擁有一個非常發達的“工業基礎系統”,從四通八達的公路鐵路海運網絡,到上下游完整的生產線。這就像有了地基,你既可以在上面蓋炮房,也可以在上面蓋炮樓。這也稱為“基建”(基礎建設),是能夠制造生產力的生產力。

  爸爸的爸爸叫爺爺,生產力的生產力叫“基建”。

  當時的美國可以一臉壞笑,對已經被打得和月球表面一樣的中國說:基建是個好東西,希望你也有。

  八十年過去了,我們終于有了史上最強的基建,公路遍布各村,高速公路遍布各市,高鐵遍布各省,西電東送南水北調。美國人一偷懶,勤勞的我們就在東南沿海建起了全世界獨一無二的工業分工體系。珍珠奶茶方便面,火鍋米飯大盤雞,床單被罩安全套,螺絲螺母電路板,只有你想不到的,沒有我們做不出來的。

  壯哉天朝,前途大好,這盛世如你所愿。。。

  然而歷史是個老司機,總是在你不經意間一個急轉彎,沖上秋名山。

  “計算機”這家伙,本來只是在戰爭中用來計算彈道的無名小卒,沒想到二戰后飛入尋常百姓家。這下事情朝著奇怪的方向去了:人手一部的計算機生生在現實世界之外制造出了一個“平行世界”——互聯網。

  在互聯網里,什么山川河流大海國境線之類的阻隔全都被抹平了,人和人之間交流的唯一障礙只剩下文化和語言。正如1987年中國發出的第一封電子郵件里寫的那樣:越過長城,走向世界。(別笑,這是原話。)

  這個平行世界在每個人的腦海里開辟了“第二戰場”,而且像個泡泡一樣越長越大,漸漸地人們抱著電腦手機,每天分配在上面的時間越來越多。第二戰場的“戰事”都快超過第一戰場了,大有小三上位之勢。
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  1995年,美國人搶購 Windows95

  到了2020年,甄嬛眼看就要逼宮皇后,人們忽然發現一個要命的事實:為物理世界所做的基建已經成百上千年,為平行世界所做的基建才剛剛上路。

  平行世界需要基建咩?既然是計算機創造出來的世界,最重要的基建之一當然就是——計算力。

  從“計算力”的視角看這個操蛋的世界,你瞬間就像有了一副透視眼鏡,能立刻讀懂各個玩家的“底牌”。

  接下來,中哥就帶你重溫一下這些緊張刺激干凈衛生的“計算力里程碑”。

  (一)一場“世紀大交易”

  電影里,主人公動不動就和魔鬼做交易。現實世界沒有魔鬼,只有美帝,我們只能和美帝做交易。

  計算力的第一個里程碑:90年代引進西方的芯片、PC和操作系統。

  人們經常會犯一個錯誤,那就是把現在的問題簡單歸罪于過去的某個選擇。

  有關計算力,一個流傳很廣的判斷就是:現在我們在芯片上落后于美國,就是因為當年選擇了“造不如買,買不如租”的策略。導致我們大量進口芯片,養肥了 intel,自己的芯片產業卻被徹底摧毀。

  這也是現在很多人罵聯想“美帝良心”的邏輯出發點。目測現在裝滿美國芯片的小米手機也有這個趨勢。。。

  罵得倒沒什么不對,中哥不抬杠。不過我很好奇:退回到過去,如果我們真的能閉關鎖國,美帝的芯片一顆都不允許進來,我們的歷史會怎樣發展呢?

  有一點可能大概率發生,那就是“全中國人用到高性能的個人電腦”這件事很可能推遲十年或者更多。我們用的操作系統也大概可以參考朝鮮的紅星操作系統。(當然,紅星系統也挺漂亮。)
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  我突然想到了雷軍的故事。

  當年雷軍加入金山,和求伯君他們一起,完全靠自主研發,搞出了中國人引以為傲的 WPS。求伯君出席發布會都穿中山裝,說:“中國人不能沒有自己的衣服,也不能沒有自己的軟件。”

  后來怎么樣了呢?90年代在和微軟 Office 的交鋒中一敗涂地。那時候,正版 WPS 480元,正版 Office 97元,盜版 Office 5元。就算 WPS 的盜版也賣五塊,可是上百個“國產司機”研發的 WPS 當然不如幾千“美國車神”研究的 Office 好用。老百姓們安裝盜版盤的時候,可就把民族精神什么地拋在腦后了,哪個香就裝哪個。。。
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  1997年,同場競技的 WPS 和 Word

  也許正是這段經歷,讓雷軍明白了:“民族精神是要有,但前提是要活到下一集。”于是在小米的創業過程中,他肯定不愿意在同一個地方摔倒兩次。別管小米手機里現在有多少美國芯片,起碼小米活得還很好,所謂君子報國,十年不晚。

  有人會說,我們寧可用“紅星OS”,也要在芯片上爭口氣!假如國家強制支持國產芯片,電腦不好用,我們就不上網,不玩游戲不就得了,每天跳皮筋捉迷藏一樣開心, 還能鍛煉身體。這樣忍一忍,不就忍成芯片強國了嗎?

  然而,這世界是個蝴蝶效應的系統,你改了初試設定,后面一定會引發連鎖反應。

  當年如果排斥美國芯片,代價很可能是:我們一直無法使用國際上最先進的芯片,基于芯片的軟件發展也會隨之被拖慢,中國互聯網人口的增長會減速,于是,中國計算力的第二座里程碑很可能會被推遲。

  計算力的第二座里程碑:“云計算”的創世。

  這里有個很有趣的知識點:翻開歷史,中國舊基建是由國家主導建設的,而新基建的歷史卻是由民企書寫的序章。

  說到云計算的創世,大概繞不過阿里云。
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  阿里這么偉大的嗎?

  并沒有。其實不用避諱,民營企業,主要就是奔著掙錢去的。什么科技向善、實業報國,其實都是掙錢的副產品。有當然更好,沒有也行。

  中哥在《大數據時代的狗》那篇文章里寫過,2008年,王堅博士被挖到阿里巴巴,最主要的目的就是為了建立一套大數據分析系統。大數據分析的目的,說白了就是要把商品更精準地推送給剁手黨,讓他們花更多的錢買買買。

  大數據分析系統,在當時基本屬于計算機應用科學王冠上的明珠。

  要想有明珠,得先造個王冠。

  大數據系統必須跑在云計算上,所以這個王冠就是云計算。

  說到這,岔出去講幾句。其實在當時,最有希望奪下云計算王冠的是百度。百度出于廣告業務的需要,比阿里更早地研發出了一套云計算系統。只是百度覺得,云計算系統只是個“基建”,只有個地基就拿出去賣錢,那不是奸商么?得在上面蓋好樓盤再賣啊!百度所謂的“樓盤”,就是基于云計算的人工智能。

  于是百度執拗地開始研究人工智能,一錯神的機會,阿里云沖了出去,再一錯神,連騰訊云都沖出去了。

  猶豫就會敗北,百度只能假裝看不見,咬牙繼續蓋樓。萬萬沒想到,這個樓是真費錢啊,才蓋到一半兒,封頂無望,錢都快花光了,怎么辦?老本行“競價排名”那還能搞出來點錢不?什么?不能?不能也得能!!!

  于是,技術實力最強且不想做奸商的百度卻陰差陽錯成為了公眾眼里最奸商的奸商,簡直就是奸商本商。。。

  扯遠了,說回阿里云。

  其實阿里云的創立者王堅幾乎就要復刻百度的命運——阿里云蓋到一半兒,也沒錢了。不僅沒錢了,連人都跑光了。

  當時阿里云員工的感覺,就像是1934年一個毛頭小伙子剛剛滿懷信心入了黨,結果黨中央要戰略轉移,開始爬雪山過草地地長征。如果不是最堅定的無產階級戰士,肯定是經歷不住這種考驗的。。。

  幸虧啊,幸虧,幸虧馬云爸爸在全體大會上穩住陣腳:“我一年給阿里云投10億,投上10年,到時候再看!”

  實際上,王堅博士喊了五年的信仰,最后是被馬云花10億給撈回來的。
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  馬云和王堅

  所以中哥一直說,拋開金錢談信仰,就是耍流氓。(馬爸爸退休之前的“福報論”不就是拋開金錢談信仰么。。。)

  阿里云這群瘋子死去活來一折騰,客觀上卻給全中國建立起來一個云計算的底座。

  當然,如果說中國的云計算底座僅僅有阿里云是不客觀的。應該這樣說:在中國最大的云計算底座阿里云的鼓舞下,一眾大公司和創業者都開始堅信“云計算”這條道路,敢于把命運賭在其上。(用人話說就是,阿里看到錢了,大家都想分一杯羹。)

  于是,眾人拾柴。

  騰訊云、UCloud、金山云、百度云、華為云、電信天翼云這一眾英雄沖出歷史的塵埃,踩著更多如今已經湮滅在時光洪流中成千上萬的云計算廠商的尸骸,殺了出來。

  直到這時,他們才顧得上喘口氣,回望太平洋對岸。

  亞馬遜的 AWS,微軟的 Azure,谷歌 Google Cloud 形成美帝的云計算基礎設施,開始全球擴張,而在這千鈞一發的時候,中國云計算企業拍馬趕到戰場——最先起跑的阿里云,還有很早就出海的 UCloud,還有靠游戲碾壓世界的騰訊,還有在2000年左右就完成國際化的華為,都迅速頂住美國云計算廠商的進攻,在世界棋盤上圈住屬于自己的地盤。
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  這個是2016年全球三大云計算廠商計算中心的世界分布。黑色的點位是阿里云。

  了解了以上,我們再來回看中國計算力的歷史,來路就很清晰了。

  如果不是當年借助美帝的芯片讓 PC 在中國普通家庭里快速普及,就不會有上億的互聯網人口,也不會有如此多的網購、游戲玩家和內容消費者,如此,阿里巴巴也就不會有沖動去建立大數據分析系統,阿里云在2008年創世的可能性就會大大降低,在這一波美國云計算公司的全球擴張浪潮中,我們很可能又簽個《辛丑條約》之類的。

  條約一簽,再想翻身有多難,可以參考1900年。

  回到我們的話題,總結成一句話應該是:在歷史的長河里,我們用芯片的代價爭取了寶貴的時間,換回了世界頂級的計算力基礎設施——云計算。

  你會說,那芯片這一課我們就永遠補不上了嗎?

  別急,故事還在繼續。

  (二)“社畜”一樣的服務器

  地基之所以堅固,是因為它由混凝土澆筑而成。云計算之所以堅固,是因為它運行在一個個靠譜的服務器之上。

  服務器這東西聽上去很專業,其實說白了一點都不神秘,就是大號的電腦主機。

  假設把云計算比作人的思維,那么服務器就是產生思維的這個大腦實體,對,就是你吃火鍋涮的腦花。
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  這就是豬界服務器。

  你可以簡單地認為,電腦和服務器的發明者都是一個公司:IBM。
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  IBM 最早的大型機服務器 System360。

  又是美帝的公司,真讓人泄氣。

  “那不用問,中國云計算死去活來搞了那么半天,肯定跑在 IBM 的服務器上吧?”

  你錯了。

  中哥都說了歷史是個老司機。在服務器領域,歷史又趁你不注意,一個急轉彎,開上了秋名山。

  本來,IBM 可是一手好牌,倆王帶四個二。
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  當時日本東海銀行就買了一臺 IBM System 360,員工們終于可以扔掉了算盤,早下班陪家人了。

  IBM 服務器暢銷到什么程度呢?2008年前后,阿里巴巴買 IBM 的服務器(小型機),那就跟玩兒似的。為了維持業務,恨不得淘寶網的利潤的一大塊都要用來買這貨,可想而知 IBM 做夢都能笑出來。

  結果呢?

  剛才說了,王堅到阿里巴巴,要做大數據分析系統。而大數據系統是很耗費計算力的。

  打個比方吧:如果說一般的數據系統好比一輛轎車,百公里也就燒十個油,那么大數據系統就是民航飛機,跟喝汽油一樣。需要的計算力大了幾個數量級。

  這玩意兒要是再跑在 IBM 的小型機上,那阿里的生意不要做了,光買 IBM 服務器就能買到破產,一年到頭估計還得欠 IBM 好幾個億。

  于是,阿里巴巴決定,新做的阿里云系統堅決不能跑在 IBM 的 Power 架構服務器上,而是要跑在便宜的 x86 服務器上。

  x86 服務器,說白了就是使用 intel 芯片的服務器,你日常用的個人電腦就是 x86 架構的。

  Power 架構是 IBM 提出來的,所以他自然就會守著這個架構不放,覺得個人電腦的 x86 架構難堪大用。當時雖然在 IBM 內部也有 x86 架構的服務器團隊,但是基本上就是“后娘養的”,連個窩頭都吃不上。

  結果,死貴死貴的 IBM 終于成了各大廠商圍毆的對象。阿里巴巴專門發明了一個詞,叫“去 IOE”,其中的“I”就是 IBM。要不是恨到了一定程度,不會專門起個名罵它的。。。

  其實,阿里巴巴弄得這么熱鬧,完全是自找的。因為騰訊和百度就壓根沒考慮過 IBM,他們從一開始就在用 x86 架構的服務器。(這是因為阿里巴巴的電商業務對數據準確性和計算力要求更強。)

  x86服務器哪家強?在那個時代,國際上最強的 x86 服務器廠商應該是戴爾和惠普。這很合理,因為他們過去就是生產個人電腦的。

  好不容易把 IBM 搞掉了,替換它的還是美國公司。。。

  故事講到這里,終于有一家中國公司強勢插入我們的主線故事,那就是浪潮。

  相比阿里巴巴,了解浪潮的人就少多了。浪潮脫胎于山東電子設備廠。想當年中國第一顆衛星東方紅一號里面,就有他們生產的晶體管。

  在90年代,浪潮的帶頭人孫丕恕就主持研發出了中國第一臺 x86 的服務器,他也被稱為中國服務器之父。
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  中國第一臺 x86 服務器,浪潮 SMP2000。里面有十顆 intel “486”CPU。

  由于研發出了最早的 x86 服務器,國家863計劃把后續研究 x86 服務器的重擔都交給了浪潮。這么一指派,就陰差陽錯地讓浪潮站在了歷史的風口上。

  這一波云計算的興起,浪潮可算是抓住機會,奔走在各大云計算廠商之間。論價格,我比國外服務器便宜,論定制化,我什么姿勢都能給。(參考《浪潮網戀史》

  眼看浪潮如今(2020年初)已經沖到了服務器世界第三的位置,不僅行銷全國,還賣到了亞非歐美拉,中國人倍有面子。當然,緊隨其后的還有“彪悍的人生不需要解釋”的華為和收購了 IBM x86 服務器業務的聯想。
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  x86 服務器

  注意,這里有一個很有趣的現象。

  x86 服務器之所以能流行,是因為它是一個開放的生態,intel 只生產最核心的那塊 CPU,至于服務器的其他部件,它給出標準,誰生產都行。

  這有點像手機,反正就是芯片、電池、主板、外殼,不需要很高的技能就可以組裝。這樣的話就會導致一個結果:品牌機肯定便宜不過山寨機。

  于是,在服務器領域,也出現了一票“山寨機”。這些山寨機一般是由戴爾、惠普在臺灣的代工廠所生產的,由于不掛戴爾、惠普的標,所以也叫“白牌服務器”。

  白牌服務器很便宜,炒雞便宜。
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  白牌服務器

  于是,我們走到了計算力的第三個里程碑。

  計算力的第三座里程碑:服務器的“社畜化”。

  在現代工業體系的加持下,服務器越來越像社畜。

  你出門買一袋鹽,會很在意你買的是什么牌子么?大多數人不會。工頭讓你去買磚,你會去特意買什么品牌的磚嗎?也不會。老板招一個程序員,會關心他身高體重家庭背景嗎?不會。為啥呢?因為在現代化工業體系下,鹽和鹽基本都一樣,磚和磚基本都一樣。社畜和社畜差不離。

  同理,服務器和服務器也很類似。

  而且,云計算廠商之所以敢放心地購買白牌服務器,還有一個原因,那就是上層的軟件系統已經被打磨得很完善,壞一臺服務器,軟件立刻就把工作負載無縫轉移到別的服務器上。就好像你突然進了 ICU,老板一分鐘之內就可以把你的任務分給其他社畜,你死不死,無,所,謂。
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  還記得我們之前說的么:計算力的底層是服務器,服務器的成本很大程度上會決定計算力的成本。降低服務器成本的秘訣你可能猜到了,只有三個字:富士康。

  當然,富士康只是代名詞,在服務器代工領域的大佬是英業達、緯創之類。它們都是臺灣公司,而臺灣是中國領土不可分割的一部分。

  說到這,中哥又要重復一遍我們的中心思想了:

  “在歷史的長河里,中國用芯片的代價爭取了寶貴的時間,換回了世界頂級的計算力基礎設施——云計算。云計算又反過來把服務器產業鏈抓在自己手里。”

  你可能會說,服務器代工廠都在中國臺灣,這不保險吧。。。

  確實不保險。其實,中國大陸已經崛起了很多代工廠,例如比亞迪就剛剛接手了華為手機的代工,聞泰科技一直為小米手機代工。前段時間,郭臺銘也很有誠意地把富士康的一部分挪到了大陸來上市,名為工業富聯。

  故事講到這,你會發現,我們擁有云計算技術,也可以把控服務器代工產業,整個計算力鏈條里,只有一件事兒似乎還超出我們的控制,那就是服務器里的芯片。

  終于到了芯片。

  (三)“芯片”,出來混總是要還的

  中國人一直想在芯片上擺脫“卡脖子”的,例如龍芯、飛騰、兆芯。我們最初確實想用這些芯片替代 intel,進入中國的個人電腦市場。但是這條路已經被證明失敗了。因為 intel 和 windows 形成了聯合生態,想用 windows,就得用 intel。當年把 intel “引狼入室”的那一刻,就注定了我們很難再把 intel 替換掉。(別說中國人,美國人也換不掉。只不過 intel“恰好”是個美國公司。)
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  特德·霍夫是 intel 第12號員工,他發明了世界上第一個 CPU。上圖是他和第一款 CPU intel 4004 的示意圖。

  但是,隨著計算力作為基礎設施存在,芯片的自主可控希望又回來了。

  因為人們需要的是計算力,而計算力底層是服務器,服務器底層才是芯片——只要能提供計算力,底下愛是什么芯片就是什么芯片。

  例如華為,就在做一款 x86 架構的“備胎”,基于 ARM 架構的處理器:鯤鵬處理器。

  ARM 和 intel 有什么區別呢?

  intel 會把生產好的芯片賣給全世界,ARM 卻賣“圖紙”——芯片 IP 授權。其他公司買了這個授權,可以自己找人去生產。

  簡單說:如果把 intel 比作賣大米的,那么 ARM 就是賣種子的。如果沒了大米,我們下個月就餓死。如果沒了種子,我們明年才餓死。。。

  所以,你大概明白:從 intel 換到 ARM,說白了是從一個依賴換成了另一個依賴,只不過依賴變小了。
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  不過,ARM 是一家英國公司。而且 ARM 被軟銀收購了,也算是一家日本公司,這和美國有關系嗎?有關系。研究 ARM 芯片的主力工程師都是美國人,美國人威脅說:芯片里有超過 25% 的美國技術,美國不同意,ARM 隨便賣就違法!

  2019年,ARM 就因為美國的威逼利誘,宣布暫停和華為的合作。不過英國人也很剛,后來完成了法律方面的確認,說我們的技術跟美國人沒關系,100%屬于英國,想賣誰賣誰,繼續和華為做生意。

  看到這,你可能都煩了,怎么說來說去,芯片總也擺脫不了對美國的依賴啊?

  別急,接下來就到了我們的第四個里程碑。

  計算力的第四座里程碑:芯片開源。

  要我說,華為依附于 ARM 做了這么多年芯片,最主要的目的其實是鍛煉一支可以“魔改”芯片的隊伍,有朝一日找到新機會,這支隊伍可以直接殺出去從頭設計一套芯片。

  其實,在芯片領域,已經出現了一個“沒有國籍”的架構,這就是始于加州大學伯克利分校的 RISC-V 開源架構。

  開源,意味著全世界的大神都在給這個架構做貢獻,代碼也是完全免費公開的。于是,再也沒有人可以用任何理由來控制它。
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  RISC-V 的處理器原型,2013年。

  說到這,又得說回咱們的夢想家,中國云計算第一把交椅的所有者,阿里巴巴。

  2018年,阿里巴巴收購了芯片公司“中天微”,重組為“平頭哥”。這名字一看就是馬云給起的,所謂“生死看淡,不服就干”。沖這名字,也是一場大戰在所難免的節奏。。。

  平頭哥推出的第一款芯片IP——玄鐵910,就是基于 RISC-V 架構的。
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  當然,目前 RISC-V 架構主要用于“小玩意兒”上,例如物聯網設備,難以作為服務器芯片。但是想當年 ARM 芯片也被認為是用在小玩意兒上的,如今不也被華為用來做服務器芯片么?

  有大佬認為,隨著 RISC-V 的成熟進化,計算力會迅速提高,大概五年之后,它就可以應用在服務器上,作為排在 intel 一號備胎 ARM 后面的二號備胎。

  這并不意味著云計算廠商真的要用 RISC-V 替換掉 intel 的芯片,只是如果中華民族真到了“最危險的時候”,intel 不賣給中國芯片,ARM 也不賣,那我們沒有白面至少還有棒子面。但想餓死中國的計算力,那是不太可能了。

  而且,在芯片領域正在發生一個影響極其深遠的變化。

  受限于科學天花板,芯片技術的步伐已經放緩了,intel 都被稱為牙膏廠好久了。這個時候,要想提升計算力,最好的方法就是從“通用計算”變成“異構計算”。

  “通用計算”和“異構計算”有啥區別?舉個例子你就明白了。

  通用計算就像是大學生,學好數理化,走遍天下都不怕,絕大多數職業都能干。

  異構計算就像是博士后,在一個非常窄的行業里他是專家,但是如果逼他做其它行業的事情,很可能效率奇低。

  例如,人工智能芯片就是典型的“異構計算”。在這個領域 NVIDIA 是領頭羊,但并不是不可撼動的巨頭。全世界有技術力量的公司都在開發屬于自己的AI芯片,這其中也包括阿里巴巴、華為、百度等等。

  綜上所述,中國企業造芯片,各方面所受到的限制都在快速減少,中國芯片的春天才剛剛來臨。

  不過剛才我們說的,其實都是芯片設計。然而,即使中國掌握了全球頂尖的芯片設計技術,我們還面臨一個更巨大的問題:沒辦法把芯片造出來。

  因為,造芯片需要一種究極神器——光刻機。

  (四)物理世界和網絡世界的交匯點——光刻機

  光刻機的技術有多高級,看看這個知乎提問,可以感受一下:
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  有人這樣形容光刻機:這是一種集合了數學、光學、流體力學、高分子物理與化學、表面物理與化學、精密儀器、機械、自動化、軟件、圖像識別領域頂尖技術的產物。

  它大概長這樣。
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  光刻機示意圖

  別看說得這么熱鬧,其實這玩意兒的工作原理就是用“紫外線”作刀,對晶圓進行雕刻,讓芯片上的電路變成人們想要的圖案。四個字形容:“硅上雕花”,跟揚州修腳的“肉上雕花”一個意思。
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  這是刻出的芯片圖案

  不過,同樣是“雕花”,你看看數據就知道光刻機比修腳師傅厲害到不知哪里去了。

  現在最先進的 EUV 光刻機可以做到的“雕刻精度”是7nm,這相當于一根頭發的萬分之一。

  由于要達到這樣的雕刻精度,在雕刻的過程中晶圓需要被快速移動,每次移動10厘米,可是誤差必須被控制在納米級別。這種誤差級別相當于眨眼之間端著一盤菜從北京天安門沖到上海外灘,恰好踩到預定的腳印上,菜還保持端平不能灑。

  做出一個芯片大概需要3000步工序,由于每一步都是“硅上雕花”,有一定失敗概率,三千步下來,要想讓最終的成品合格率大于95%,那么每一步的失敗率就必須小于0.001%。

  為了達到這種效果,最先進的光刻機上有10w個零件。(一輛汽車大概是5000個零件)

  光刻機就像科幻小說里的蟲洞那樣,這邊是物理世界,那一邊是賽博世界。
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  以前,全世界能批量生產高端光刻機的廠家只有三家,荷蘭 ASML,日本的尼康和佳能,但是最新一代光刻機研發燒錢燒得太邪乎,尼康和佳能基本已經棄療了。目前,ASML 一家占據全球光刻機市場的85%,利潤的107%。

  2012年,在研究最新的 EUV 光刻機時,ASML 也覺得研發費用無底洞,想放棄,差點從 ASML 變成了 AWSL。結果那些等著光刻機續命的芯片企業慌了,intel、三星、臺積電從家里拿來大幾十億美元支持 ASML,求它再堅持一下。

  于是,ASML 終于造出了能制造 7nm 制程芯片的光刻機,每臺賣一億美元。。。

  一億美元,其實不貴,也就北京幾套房。

  但問題仍然是:光刻機不是你想買,想買就能買。

  說到這里,就要提到1996年簽署的《瓦森納協定》。瓦森納協定本名叫“瓦森納安排機制”。簡單來說就是:美國帶著他的小伙伴不把東西賣給別的國家。我不知道都有哪些國家被“安排”了。反正中國是被安排得明明白白的。
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  就拿光刻機來說,中國臺灣的臺積電想買多少有多少,而大陸版的“臺積電”——中芯國際——訂了一臺7nm光刻機,據說到現在都沒拿到出口許可證。于是,目前中芯國際最精細的制程是14nm。

  這就導致一個結果:截止2020年春天,中國大陸沒有制造7nm制程芯片的能力。而目前最尖端的芯片,例如華為手機的最新芯片(麒麟980、麒麟990)已經是7nm制程的,如果臺積電被逼選邊站搞事情,中國大陸企業就很難受。

  中國可以生產光刻機嗎?

  答案是:可以。

  中國最牛的光刻機生產商是上海微電子裝備公司(SMEE),它可以做到的最精密的加工制程是90nm,相當于2004年最新款的 intel 奔騰四處理器的水平。
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  SMEE 的光刻機

  別小瞧這個90nm制程的能力。這已經足夠驅動基礎的國防和工業。哪怕是面對“所有進口光刻機都瞬間停止工作”這種極端的情況時,中國仍然有芯片可用。

  在這種情況下,“斷供”就達不到“弄死人”的效果,最大的作用其實是“談判籌碼”,不會真的發生。

  于是,中國這兩年芯片進口價值超越了石油,蔚為壯觀。計算力“基建”的最后一顆龍珠也基本穩住。

  這些芯片進入了服務器和移動設備,成為了云上算力和端上算力,組成了龐大的“互聯網基建”,組成了下一個大時代的入場券。

  這篇文章寫于2020年,如果你來自未來,你可能還會記得這一年是個特殊的年份。

  這一年,病毒來襲。好多人都宅在家里,對著網上的菜譜做飯,對著攝像頭開視頻會,在微信和釘釘里商量方案。

  這一年,很多生產線的調度管理任務開始被自動化系統接管,比人效率更高,出錯更少。很多機器人奉命在樓宇中噴灑消毒劑,還接管了快遞的配送任務。

  這一年,人們為了對抗病毒,在武漢修建了火神山雷神山兩大醫院,醫院所有的計算力都來自于云端,人工智能幫助醫生查看患者肺部的片子,為搶救生命節省寶貴時間。杭州、北京的專家可以通過5G信號和奔騰的光纜,遠程為患者做實時診療。

  這一年,巨頭們火速開發了基于大數據的健康系統,掃一個碼就能同步所有健康信息。

  這一切,都依賴于我們的計算力基建。
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  這是2020年春天,小朋友通過“云課堂”上課。
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  雷神山醫院在用 AI 做肺炎診斷。

  (五)槍和玫瑰

  我們的故事得停在這里了,因為未來尚未發生。

  你可能覺得慚愧,在中國計算力這個宏大的故事里,自己好像并沒做什么貢獻。不過中哥得說,你的貢獻很大。

  1998年你打開“紅警”“仙劍”的時候,2000年你進入網易聊天室的時候,2004年你小心臟怦怦跳著注冊QQ號的時候,2005年你心驚膽戰地在淘寶上下第一單的時候,2010年你把諾基亞換成跑著安卓系統的 HTC 的時候,2014年你刷著微信朋友圈憤世嫉俗的時候,2017年你羞澀地發出第一條抖音視頻的時候,2020年你第一次使用釘釘遠程開會的時候,都在為這個國家的計算力“基建”做貢獻。

  于是,每個人具體的生活軌跡和奮斗歷程,匯成了技術史的一個側顏。14億人用了30年,望見了計算力的珠峰。

  科技不僅能制造原子彈,也可以煮出茶葉蛋。科技并不僅僅能計算彈道軌跡,也可以計算外賣的最佳路徑。科技讓你我這樣的普通人也能在歲月里獲得快樂、安寧、勇氣和尊嚴。

  科技是槍,也是玫瑰。

  有時人們持槍遠征,荒廢了玫瑰園;有時人們沉迷園藝,家園卻被鐵蹄踏平。

  而在那些偉大的故事里,人們手握鋼槍,身后鮮花盛開。
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