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当我们讨论“计算机次时代”时我们在谈论什么?

时间:2016-03-15 16:04

   一直以来,计算机行业一方面在「经济周期」中进步;另一方面在又在「产品周期」中前行。经济市场从来都是人们关注的重点,你可以在各种地方读到大量对于当前「经济周期」的阶段以及趋势进行分析的文章,在文章中,经济市场是狂野的、充满了不可预料的变数。相比于「经济周期」,「产品周期」并没有收到那么多的关注,虽然它对计算机进步产生了不可替代的作用。

  「科技产品周期」源于「平台」与「应用」之间的不断互相作用;新平台提供了新应用运行的基础,而新应用反过来也使新平台更有价值,从而形成一个正周期。每10到15年,便会出现一个新的周期,彻底地重塑计算机世界。

  PC的出现,让企业能够用文档、电子表格以及其它桌面应用来解决办公问题;因特网的出现,让搜索引擎、电商、电邮、移动社交以及按需服务改变了人们的生活;而如今,我们依然处于「移动时代」的中期,大量的移动创新依然在源源不断地冒出来。结合经验来看,每一个「产品时代」都可以分为两个阶段:

  孕育期:在这个时期,刚刚面世的新平台十分昂贵,在功能上也不尽完善,倒是使用比较困难。

  成长期:在这个时期,市面上会出现一个能够解决孕育期种种问题的新产品,而在这个产品影响下,整个周期开始加速前进。

  1977年,虽然Apple推出了Apple II型计算机,但PC真正流行起来其实是从1981年IBM PC发售才开始的。

  因特网的「孕育阶段」是80年代后期至90年代初期,当时的因特网还是一个大学以及政府部门使用的文件传输工具;直至1993年,Mosaic 网页浏览器的出现才揭开了因特网「成长期」的序幕。

  在90年代,功能手机是大多数人们的选择;在2000年前后,以Sidekick、Blackberry为代表的早期智能手机依然是少数人的「玩具」。直至时间来到2007年8月,Apple的iPhone才彻底震惊了市场,并且随着之后搭载安卓系统的智能手机不断上市,智能手机成为了市场主流。如今全球超过20亿人使用智能手机;等到2020年时,全球80%的人都会拥有至少一台智能手机。

  如果按照「每10至15年,周期便会完成一个循环」的说法,那么我们目前已经处于「计算机次时代」的「孕育期」之中了,同时还将在未来几年内进入「成长期」;而我们的确也已能够从许多硬件以及软件的发展趋势中瞥见「次时代」的端倪。

  硬件:微小、便宜、无所不在

  在「主机时代」,只有大型组织机构才能够拥有一台大型计算机;对于那些小型组织来说,它们只能买得起小型计算机;而至于家庭和办公室,PC是他们最佳的选择;但若只为了个人使用,可能我们会选择一台智能手机。

  由于处理器和传感器变得越来越小,价格也越来越便宜;所以也许很快我们就能看到世界上计算机的数量或许会超过人类的数量的那天。

  之所以计算机如此飞速发展,主要有两个原因:一个是半导体产业在过去50年来的稳定发展;另一个则是「智能手机战争的和平红利」(the peace dividend of the smartphone war):智能手机的大获成功促进了处理器以及传感器的相关投资,从而带动了周边系列行业的兴起,如果你拆开一架无人机或者一个VR头戴设备,你会发现里面基本上都是智能手机的适用零件。

  在「现代半导体时代」,人们的注意力已经从独立CPU转移到了集成度更高的单芯片系统上。

  典型的单芯片系统会把高性能ARM的CPU与用于图形处理、信息交换、以及电源管理、视频处理的专业芯片「捆绑」在一起。这种新结构将一台基础计算机系统的成本从100美元降至10美元。如今,你只要花5美元就能买到Raspberry Pi Zero,这是一台1GHz的基于Linux计算机;不仅如此,很快这些芯片会进一步降价至1美元,到了那时,我们终于可以说「所有人都能买得起一部计算机了」。

  与此同时,高端处理器领域的发展也令人印象深刻,尤其是以Nvidia为代表的图形处理器厂商们。对它们来说,图形处理器不再仅用于图形处理上,它们在机器学习算法的发展以及VR/AR设备上也扮演着重要角色,在未来几年图形处理将会迎来一个显著的飞跃。

  Google的量子计算机

  除图形处理器之外,量子计算在未来或许也会成为一匹大黑马。如果量子计算走出实验室,进入商业应用,那么这将会对于生物学以及人工智能领域的相关算法产生极大的提升。

  软件:人工智能的黄金时代

  如今软件领域「令人兴奋」的事情中,分布式系统是十分突出的一个。

  当终端越来越多时,不同终端之间的并行任务处理以及信息交换,成为了一个重要的问题。市面上已经有了一些有趣的分布式系统,如Hadoop、Spark等,它们用于大数据处理以及解决数据及安全问题。

  但即使分布式系统再有用,也比不上AI能够给人带来的兴奋感。在过去,AI总被人冠以「不实宣传」的帽子,Alan Turing当年曾预言机器将在2000年彻底模仿人类,但事实证明这个预言并没有实现。然而无论如何,我们依然有充分的理由相信,如今AI将进入一个真正的「黄金时代」。

  大多数关注AI的爱好者,都是从「深度学习」(Deep Learning)开始的。这是一个Google在2012年发布的机器学习技术,当时Google通过使用这个技术,让AI学习辨认YouTube视频中的一只猫。深度学习是一个生物神经网络的延伸,这是一个集新算法、低成本以及大数据的技术集合。

  「深度学习」的兴起是建立在大量的理论以及实践成果上的。在著名的计算机竞赛ImageNet Challenge上,一些参赛者们都运用了「深度学习」,结果证明它对于算法的提升的确是显著的:它们的错误率更低,最终排名也在前20%-30%。

  许多关于「深度学习」的论文、资料以及软件工具都是开源的,这使得个人和小型机构也有了通过「深度学习」来构建优秀应用的机会。在此基础上,WhatsApp曾只靠50个工程师就建立了一个能够服务于全球9亿用户的全球信息系统——而这要是放在过去,至少需要几千个工程师才能完成。

  这样的模式在AI领域也开始出现:Theano以及TensorFlow等软件将云数据中心与图形处理进行结合,让更多小团队能够更低成本地建立AI系统。

  另一方面,大科技公司也早已对于「深度学习」进行研究,首个运用相关技术开发的应用应该是Google Photos中的搜索功能:如果你想搜索关于伦敦的照片,那你只需要在相册上的搜索栏中打「伦敦」即可,你相册中与伦敦相关的照片便会瞬间被筛选出来。

  完全有理由相信,我们很快就能看到其他产品在人工智能方面的显著提升,无论是语音助手、搜索引擎、聊天机器人、3D扫描、语言翻译、汽车、无人机还是医疗成像系统等。

  创业公司会倾向于做更为功能更为「垂直」的AI产品,因为只有这样它们才能剑走偏锋,有效抵抗大科技公司。应用数据的增加使AI系统不断完善,从而促生了「数据网络效应」:更多用户——更多数据——更好的产品——更多用户。做地图应用的创业公司Waze就通过「数据网络效应」来改进自己的产品,从而从竞争对手中脱颖而出。

  软件+硬件:新型计算机

  在硬件及软件不断发展的前提,许多处于「孕育期」的新计算机平台都将进入「成长期」。虽然它们彼此之间各不相同,但有一点是相通的:它们的出现,赋予了人们更强大的能力。

  汽车

  像Google、Apple、Uber以及Tesla这样的大科技公司,已经开始在研发自动驾驶汽车上下功夫,根据预计,「全自动驾驶汽车」的全面上市将在5年内实现。目前,市面上最知名的「半自动驾驶汽车」是Tesla的Model S;它的「驾驶技术」和那些经验丰富的司机一样好。然而由于文化和监管因素,「全自动汽车」想要正式获得认可,它的「驾驶技术」不仅要表现得和人类「一样好」,而且要「超过」他们。

  在未来,资本们对于「自动汽车」的投资会进一步增加。而除了大科技公司之外,大型传统汽车厂商也开始涉足这个领域;甚至,你还会看到一些小的创业公司也打算自主研发「自动汽车」,很明显,这也要归功于「深度学习」工具的高度易用性——在未来,即使个体开发者都能够开发出一台「半自动驾驶汽车」。

  无人机

  如今的消费级无人机有些「脱节」——它们往往拥有高精尖的硬件,但却只搭配了一个简陋的软件。这样的状况在未来将得以改善:无人机将会与更先进的AI技术进行结合,让它们变得更安全易操作,更加实用。未来,无人机的视频拍摄依然会是最受欢迎的功能之一;但除此之外,无人机将会承担更多的商业用途。世界上有数以千万需要进行高空作业的危险岗位,而用更加聪明的无人机去完成这些工作,会是一个更加安全的选择。

  物联网

  物联网的出现,主要为了解决三个问题:节能、安全以及方便。目前,Nest与Dropcam分别是解决节能需求以及解决安全需求的代表;而Amazon的Echo则是解决方便需求上的最有趣的产品之一。

  三个物联网的代表性应用

  在没有真正使用过之前,大多数人都会认为Echo是个鸡肋,但在使用之后,他们再也不会这么想。虽然人类完全以对话形式和物联网设备进行交流还有一些时日,但Echo无疑是以语音作为主交互方式的一个很好尝试,它证明了即使在技术的情况下,语音交互依然具极强的生命力。同时,机器的「语言学习」也借助着「深度学习」进行着迅速发展。

  物联网在商业用途上有着巨大潜力;当带有传感器的设备能够通过网络进行完全联结,工业也许会因此彻底改变。

  可穿戴设备

  从总体来看,目前的可穿戴设备在很多方面受到了限制,比如电量、交互性以及处理计算能力等。所以,目前成功的可穿戴设备大多选择在某一具体功能上做精,比如Fitbit之于健身监控。但由于硬件不断在进步,可穿戴设备在未来也会像智能手机一样能够支持大量各种应用;而从交互来看,可穿戴设备如最主要的交互方式,也会是语音。

  虚拟现实

  可以说,2016是一个「VR年」。

  Oculus Rift 和 HTC/Valve Vive的发布,意味着方便舒适的沉浸式VR个人系统设备终于开始走入消费级市场;在今年,用户们终于可以第一次体验到什么是真正的「临场感」——你会感觉被传送到了另一个世界中。优质的VR系统拥有一块特制的屏幕,一个强大的显像卡,以及追踪用户当前位置的能力;它能够很好地避免用户掉入「恐怖谷」。随着市场的成熟,头戴式VR设备也会不断进步,并且在价格上变得更加便宜。

  恐怖谷理论是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设。人形玩具或机器人的仿真度越高人们越有好感,但当达到一个临界点时,这种好感度会突然降低,越像人越反感恐惧,直至谷底,称之为恐怖谷。可是,当机器人的外表和动作和人类的相似度继续上升的时候,人类对他们的情感反应亦会变回正面,贴近人类与人类之间的移情作用。

  增强现实

  根据估计,AR将会后VR一步到来,因为AR除了需要VR所需要的大部分技术之外,还需要一项新的技术:AR需要低延迟的机器视觉,以将现实与虚拟物体在交互场景下同步练习起来。但基于VR技术已经日趋成熟,所以AR可能会比你想的要更早到来。我们可以期待未来的生活就像Magic Leap的宣传视频中显示的那样。

  次时代到底是什么?

  也许「移动时代」会是最后一个「10至15年循环」规律下的计算机时代。

  也许下一个时代并不会这么快来到,上面提到的各种计算机新形式中,可能只有一小部分最后能够「活」下来。

  也许我们正处于多个而不是一个时代之中,「智能机战争的和平红利」使新设备爆发式出现,而软件及AI技术的进步,确实将这些设备中的一些变得非常智能而有用;许多目前只能被人津津乐道谈论的新技术,很快就能在未来得到良好应用。

  当前许多新设备都处于「尴尬的青春期」,这就如同70年代的PC,80年代的因特网,以及2000年左右的智能手机当时所遇到的境地一样。这些本属于近未来的产品在当时的环境下的确显得有些「超前」;但这并不要紧——因为无论市场涨或落,但计算机技术一直在稳定前行,而它们的未来终究会到来。


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