點沙成金:英特爾芯片制造全過程揭密
解構(gòu)數(shù)字時代
作為邏輯電路的基本構(gòu)成,人們可以使用兩個場效應(yīng)管來制作一個非門,用4個場效應(yīng)管來制作一個與非門或者或非門……由此,人們便遍可以通過不斷地堆疊這些邏輯門來構(gòu)筑加法器、乘法器、存儲器和緩存。而更重要的是,通過簡單元件的不斷復(fù)用與堆疊,我們便可以將邏輯與算力賦于機(jī)器之上,成百萬上千萬倍的加速計算,讓人類能夠有精力去將更多不可能變?yōu)橥偈挚傻谩?/p>
當(dāng)然,我們在這里給出這些圖并不是期待大家能由此完成對《數(shù)字電路原理》的自習(xí)。展示這些電路圖只是要向大家展示,由場效應(yīng)管所組成的電路是如何一點一點實現(xiàn)加法、乘法和存儲的。
通過將上圖所展示的這些器件進(jìn)行無數(shù)次堆疊、組合,我們便能夠制造出具備強(qiáng)大能力的CPU、內(nèi)存和閃存(很多元件的結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中會更加復(fù)雜以滿足特定需求)。然后,我們順理成章的將他們組裝成了一臺電腦。
在擁有了這樣一臺電腦之后,問題接踵而至。我們能用它做什么呢?
首先,我們需要建立一張編碼表,這張表定義了每一種可以輸入的字符以及他們所代表的數(shù)學(xué)含義。舉個例子,如果我們定義A為牛肉面、B為香菜、 為不要,那么“來碗牛肉面、不要香菜”的數(shù)學(xué)表達(dá)式就是AB(當(dāng)然,我們也可以把它變?yōu)锽A,表示“來碗香菜,不要面”。至于店老板會不會打人,那就不是計算機(jī)能處理的問題了)。
圖中符號編碼的意思是:任取一個數(shù)X,如果X是自然數(shù),那么X的后繼也是自然數(shù)。如果將這些符號進(jìn)行編號,那么我們便能用數(shù)字來表達(dá)邏輯并實現(xiàn)某種程度的計算
于是,我們便可以使用這套編碼邏輯來構(gòu)建函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)計算并輸出結(jié)果。
以這套強(qiáng)大的計算邏輯作為工具,我們便可以開始通過鍵盤輸入來構(gòu)建代碼,用代碼來實現(xiàn)功能,用功能來組成模塊,用模塊來架構(gòu)系統(tǒng)。再之后,Windows、Office和所有應(yīng)用軟件便大體只是時間與成本的問題了。
到這里,我們已經(jīng)梳理了從半導(dǎo)體到電腦再到軟件之間的關(guān)系。但這樣的結(jié)構(gòu)僅僅是當(dāng)今數(shù)字時代中的一個基礎(chǔ)原子。要想獲得數(shù)字時代中我們所擁有的一切,還需要一張能夠連通所有電腦的網(wǎng)絡(luò)以及在網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)大規(guī)模處理和分發(fā)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心。
以春節(jié)之后宅在家點外賣的流程為例,買家需要打開手機(jī)中的外賣APP,開始接收服務(wù)器上的外賣菜單信息并在點餐完成之后將相關(guān)的訂單和付款信息提交給服務(wù)器;而餐館則需要向服務(wù)器上傳自家的菜單并接收服務(wù)器下發(fā)的用戶訂單及餐費。
在這樣一套流程中,無論是買家還是賣家都不需要購買昂貴的服務(wù)器設(shè)備及承擔(dān)他們所帶來的電費和維護(hù)成本,相反,他們只需要一臺相對很便宜的電腦或手機(jī)并支付網(wǎng)費就能完成所有信息交換和最終的交易。當(dāng)然,買家所付出的餐費當(dāng)中還要包含一部分給服務(wù)器運營方的抽成。而在更復(fù)雜的商業(yè)實踐中,負(fù)責(zé)運營外賣系統(tǒng)的平臺企業(yè)甚至也不需要購置自己的服務(wù)器,只需將開發(fā)好的軟件系統(tǒng)放在專業(yè)的云服務(wù)數(shù)據(jù)中心當(dāng)中運行,并從自己的抽成中拿一部分給云數(shù)據(jù)中心即可。
如此這般,我們還可以將這套商業(yè)邏輯擴(kuò)展到打車、網(wǎng)絡(luò)游戲、遠(yuǎn)程辦公、直播等一系列領(lǐng)域。
而當(dāng)每個人的工作與生活中都充滿這樣的系統(tǒng)時,一個全新的數(shù)字時代便轟轟烈烈的到來了。
從微觀尺度的半導(dǎo)體到宏觀層面的數(shù)字經(jīng)濟(jì)大廈,結(jié)構(gòu)已成。

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