计算机行业三大发展定律
整个信息技术（Information Technologies，简称IT）产业包括很多领域、很多环节，这些环节之间都是互相关联的。和世界上任何事物同样，IT产业也是不断变化和发展，并且有着它自身发展规律的。这些规律，被IT领域的人总结成一些定律，称为IT定律（IT Laws）。我们结合一些具体的例子，分几次介绍这些定律。在这一章中，我们将介绍摩尔定律（Moore's Law）、安迪——比尔定律（Andy and Bill's Law）和反摩尔定律（Reverse Moore's Law）。这三个定律和在一起，描述了IT产业中最重要的组成部分——计算机行业的发展规律。
一、摩尔定律
科技行业流传着很多关于比尔·盖茨的故事，其中一个是他和通用汽车公司老板之间的对话。盖茨说，如果汽车工业能够像计算机领域一样发展，那么今天，买一辆汽车只需要25美元，一升汽油能跑400公里。通用汽车老板反击盖茨的话我们暂且不论，这个故事至少说明计算机和整个IT行业的发展比传统工业要快得多。
最早看到这个现象的是英特尔公司的创始人戈登·摩尔（Gordon Moore）博士。早在1965年，他就提出，在至多10年内，集成电路的集成度会每两年翻一番。后来，大家把这个周期缩短到18个月。现在，每18个月，计算机等IT产品的性能会翻一番；或者说相同性能的计算机等IT产品，每18个月价钱会降一半。虽然，这个发展速度令人难以置信，但几十年来IT行业的发展始终遵循着摩尔定律预测的速度。
1945年，世界上第一台电子计算机ENIAC的速度是能在一秒钟完成5000次定点的加减法运算。这个30米长、两米多高的庞然大物，重27吨，耗电15万瓦。到2007年我第一次在Google黑板报上登这篇博客时，当时使用英特尔酷睿芯片的个人电脑计算速度是每秒500亿次浮点运算，已经是ENIAC的1000万倍，体积耗电量就更不用比了。那一年（2007年），世界上最快的计算机IBM的蓝色基因（BlueGene/L），速度高达每秒钟367亿次浮点运算，是ENIAC的734亿倍，正好是每20个月翻一番，和摩尔定律的预测大致相同。2010年11月，世界上最快的计算机是中国的天河1A，计算速度高达2.57万亿次，仅仅3年，又比2007年IBM的记录提高了70倍。
计算机速度的提高如此，存储容量的增长更快，大约每15个月就翻一番。1976年，苹果计算机的软盘驱动器容量为160KB，大约能存下80页的中文书。今天，同样价钱的台式个人电脑硬盘容量可以到500GB，是当时苹果机的300万倍，可以存得下北京大学图书馆藏书的全部文字部分。不仅如此，这十几年来，网络的传播速度也几乎是按摩尔定律的规律在增长。13年前，我有幸成为中国第一批上网的用户，那
时还是通过高能物理所到斯坦福大学线性加速实验室的一根专用线路和互联网相联，当时电话调制解调器的速度是2.4Kbps，如果下载Google拼音输入法需要8个小时。2007年，商用的ADSL通过同样一根电话线可以做到10Mbps的传输率，是13年前的4000倍，几乎每年翻一番，下载Google拼音输入法或腾讯的QQ只要10秒钟左右。四年后的今天，一些地区光纤入户已经开始，网络的传输率又可以提升一个到两个数量级。在世界经济的前五大行业，即金融、IT、医疗和制药、能源和日用消费品，只有IT一个行业可以以持续翻番的速度进步。
人们多次怀疑摩尔定律还能适用多少年，就连摩尔本人一开始也只认为IT领域可以按这么高的速度发展10年，至于以后当时他也说不清了。而事实上，从二战后至今，IT领域的技术进步一直是每一到两年翻一番，至今看不到停下来的迹象。至少，在我第一次刊登这篇博客的2007年到2011年的今天，摩尔定律依然适用。在人类的文明史上，没有任何一个其他行业做到了这一点。因此，IT行业必然有它的特殊性。
和任何其他商品相比，IT产品的制造所需的原材料非常少，成本几乎是零。以半导体行业为例，2006年2时一个英特尔的酷睿双核处理器集成了2.9亿个晶体管，35年前的英特尔8086处理器仅有30000个晶体管。虽然二者的集成度相差近10000倍，但是所消耗的原材料差不太多。IT行业硬件的制造成本主要是制造设备的成本。据半导体设备制造商Applied Materials公司介绍，建一套能生产45纳米工艺酷睿四核芯片的生产线，总投资在30-40亿美元。从2006到2010过去的5年，英特尔公司的研发费用为每年六七十亿美元。当然，英特尔在研制酷睿的同时还研发了很多不成功的芯片，直接投到酷睿上的没有那么多。但是英特尔平均一年也未必能研制出一个酷睿这样的产品，如果把英特尔的研发成本摊到所有成功的芯片上，像酷睿这样的大芯片的研发费和英特尔一年的研发总预算是在同一个数量级。假如我们将这两项成本平摊到前一亿片酷睿处理器中，平均每片要摊上近100美元。这样，当英特尔公司最新处理器上市时，它们的价格总是很贵；但是，在收回生产线和研发两项主要成本后，酷睿处理器的制造成本就变得非常低，英特尔就有了大幅度降价的空间。在过去的5年里英特尔PC机处理器销量在两亿片左右，因此，一种新的处理器收回成本的时间不会超过一年半。通常，用户可以看到，一般新的处理器发布一年半以后，价格会开始大幅下调。当然，英特尔的新品此时也已经在研发中。
摩尔定律主导着IT行业的发展。首先，为了能使摩尔定
律成立，IT公司必须在比较短的时间内完成下一代产品的开发。这就要求，IT公司在研发上必须投入大量的资金，这使得每个产品的市场不会有太多的竞争者。在美国，主要IT市场大都只有一大一小两个主要竞争者。比如，在计算机处理器芯片方面，只有英特尔和AMD两家；在高端系统和服务方面，只有IBM和太阳（已经被甲骨文并购）；在3G手机处理器方面，只有高通（Qualcomm）、博通（BoardCom）、德州仪器（TexasInstruments，简称TI）和Marvell 一大三小共四家。
其次，由于有了强有力的硬件支持，以前想都不敢想的应用会不断涌现。比如，20年前，将高清晰度电影（1920×1080分辨率）数字化的计算量连IBM的大型机也无法胜任；现在，一台笔记本大小的索尼游戏机就可以做到。这就为一些新兴公司的诞生创造了条件。比如，在10年前，不会有人去想办一个YouTube这样的公司，因为那时候网络的速度无法满足在网上看录像的要求；现在YouTube已经融入了老百姓的生活。
第三，摩尔定律使得各个公司现在的研发必须针对多年后的市场。我们不妨往后看10年，如果我现在提出10年后家庭上网的速度将提高一千倍，也许有人觉得我疯了。事实上，这是一个完全能够达到的目标。如果做到了这一点，我们每个家庭可以同时点播三部高清晰度、环绕立体声的电影，在三个不同的电视机上收看。还可以随时快进和跳跃到下一章节，在任何时候停下来后，下次可以接着看。在看三部电影的同时，我们可以把自己的照片、录像和文件等信息存到一个在线的服务器上，从家里访问起来就如同存在自己本机上一样快。这并不是我自己杜撰出来的幻想，我在2007年为Google黑板报写这篇稿时的想法，已经在当时思科和微软等公司已经开始实施的IP–TV的计划中。后来虽然无论是思科，还是微软这方面都没有做成功，因为它们太大、行动太慢；但是苹果、Google 和Netflix（一家以邮递出租电影、电视剧的公司）现在基本上把这件事做成了。2010年，Google甚至提出了比我四年前提出的每户100Mbps更激进的光纤入户的设想，那时每家的上网速度真将提高上千倍。
当然，任何事情都是有两方面的。摩尔定律的存在，让现有的IT公司必须有办法消除摩尔定律带来的不利因素，即每18个月价格降一半。这一点，我们在接下来的两节中再讨论。
二、安迪——比尔定律
摩尔定律给所有的计算机消费者带来一个希望，如果我今天嫌计算机太贵买不起，那么我等18个月就可以用一半的价钱来买。要真是这样简单的话，计算机的销售量就上不去了。需要买计算机的人会多等几
个月，已经有计算机的人也没有动力更新计算机。其他的IT产品也是如此。IT行业也就成了传统行业，没有什么发展了。
事实上，在过去的20年里，世界上的个人微机销量在持续增长。2004年，英特尔公司估计，5年内，即到2009年，世界上PC（包括个人机和小型服务器）的销量会增长60%，远远高于经济的增长。事实上也是如此，在过去的5年里，虽然有金融危机，虽然有3G手机和iPad这样的掌上设备对PC机市场的冲击，PC机（包括服务器）的销量还是增长了50%。那么，是什么动力促使人们不断地主动更新自己的硬件呢？IT界把它总结成安迪——比尔定律，即比尔要拿走安迪所给的（What Andy gives, Bill takes away）。
安迪是原英特尔公司CEO安迪·格罗夫（Andy Grove），比尔就是大家熟知的微软的创始人比尔·盖茨。在过去的30年里，英特尔处理器的处理速度每18个月翻一番，计算机内存和硬盘的容量以更快的速度在增长。但是，微软的操作系统等应用软件越来越慢，也越做越大。所以，现在的计算机虽然比10年前快了100倍，运行软件感觉上还是和以前差不多。而且，过去整个视窗操作系统不过十几兆字节大小，现在要几千兆字节，应用软件也是如此。虽然新的软件功能比以前的版本强了一些，但是，增加的功能绝对不是和它的大小成比例的。因此，一台10年前的计算机能装多少应用程序，现在的也不过装这么多，虽然硬盘的容量增加了1000倍。更糟糕的是，用户发现，如果不更新计算机，现在很多新的软件就用不了，连上网也是个问题。当然，吃掉用户计算机性能的不仅是微软公司一家，而是所有的软件公司。而10年前买得起的车却照样可以跑。
这种现象，乍一看像是微软等公司在和大家作对。实际上，盖茨本人和其他厂商也不想把操作系统和应用程序搞得这么大。据李开复介绍，从本意上，盖茨等人也希望把软件做快做小。盖茨自己就多次说，他过去搞的BASIC只有几十KB，你们（微软工程师们）搞一个.NET就要几百MB，其中一定可以优化。当然，我们知道微软现在的.NET比20年前的BASIC功能要强的多，但是否强了一万倍，恐怕没有人这么认为。这说明，现在软件开发人员不再像20年前那样精打细算了。我们知道，当年的BASIC解释器是用汇编语言写成的，精炼得不能再精炼了，否则在早期的IBM–PC上根本运行不了。但是，要求软件工程师使用汇编语言编程，工作效率是极低的，而且写出的程序可读性很差，不符合软件工程的要求，也无法完成越来越复杂的功能。今天，由于有了足够的硬件资源，软件工程师做事情更讲究自己的工作效率、程序
的规范化和可读性，等等。另外，由于人工成本的提高，为了节省软件工程师写程序和调试程序的时间，编程的语言越来越好用，同时效率却越来越低。比如，今天的Java就比C++效率低得多，C++又比20年前的C效率低。因此，即使是同样功能的软件，今天的比昨天的占用硬件资源多是一件在所难免的事。
虽然用户很是反感新的软件把硬件提升所带来的好处几乎全部用光了，但是在IT领域，各个硬件厂商恰恰是靠软件开发商用光自己提供的硬件资源得以生存的。举个例子，到2005上半年，因为微软新的操作系统Vista迟迟不能面市，从英特尔到惠普、戴尔等整机厂商，再到Marvell和Seagate等外设厂商，全部销售都受到很大的影响，因为用户没有更新计算机的需求。这些公司的股票不同程度地下跌了20%到40%。2005年底，微软千呼万唤始出来的Vista终于上市了，当然微软自己的业绩和股票马上得到提升，萧条了一年多的英特尔也在今年初扭转了颓势，当然惠普和戴尔也同时得到增长。2006年，这3家公司的股票都有大幅度上涨。接下来，不出大家意外，又轮到硬盘、内存和其他计算机芯片的厂商开始复苏了。Vista相比前一个版本XP，也许多提供了20%的功能，但是它的内存使用几乎要翻两番，CPU使用要翻一番，这样，除非是新机器，否则无法运行Vista。由于Vista实在太慢加上没有给用户带来实际的好处，很多用户选择了使用原来的操作系统XP。但是很快的，微软和其他软件开发商逐渐减少对XP系统的支持，这样就逼着用户更新机器。四年后的2009年，微软又发布了Windows 7。而在中国以外的国家，Windows XP几乎见不到了，2009年底，全世界又开始了新的一轮更新PC的周期。这一年，又是微软、惠普、几家外设公司，以及外设芯片上Marvell等公司业绩非常好的一年。
我们可以看出，个人电脑工业整个的生态链是这样的：以微软为首的软件开发商吃掉硬件提升带来的全部好处，迫使用户更新机器，让惠普和戴尔等公司受益，而这些整机生产厂再向英特尔这样的半导体厂订购新的芯片、同时向Seagate等外设厂购买新的外设。在这中间，各家的利润先后得到相应的提升，股票也随着增长。各个硬件半导体和外设公司再将利润投入研发，按照摩尔定律制定的速度，提升硬件性能，为微软下一步更新软件、吃掉硬件性能做准备。华尔街的投资者都知道，如果微软的开发速度比预期的慢，软件的业绩不好，那么就一定不能买英特尔等公司的股票了。
对用户来讲，现在买一台能用的计算机和10年前买一台当时能用的计算机，花出去的钱是差不多的，如果不是“中国制
造”促使计算机降价，还会因为通货膨胀在绝对价格上略有提高。当然，微软和其他软件开发商在吃掉大部分硬件提升好处的同时，或多或少地会给用户带来一些新东西。因此，人们把这个时期的PC产业的格局描述成WinTel，即Windows加上Intel。
如果说在美国，始于30年前的信息革命是基于个人电脑和互联网的，那么在亚洲，主流则是手机和移动通信。今天的手机处理器一般都有两个部件，一个数字信号处理器（DSP）和一个与微机处理器类似的通用处理器（CPU）。今天，一个中档手机的计算性能，超过了5 年前的个人微机，而且还按着摩尔定律预计的速度在增长。虽然在手机行业，到2008年还没有一个类似微软的通用操作系统公司存在，但是手机制造商自己、运营商和增值服务商加在一起，起到了微软的作用。它们在提供新的但是越来越消耗资源的服务，使得用户不得不几年更新一次手机。
到2008年后，全世界手机和移动通信的格局又几乎回到了当年的WinTel格局。Google的Android渐渐起到了当年微软Windows的作用，而高通、博通和Marvell这一大两小的基于ARM的手机芯片公司起到了当年英特尔和AMD的作用。也许这个格局可以描述成AndArm。而在Android以外的主要手机操作系统，无论是苹果的OS，还是诺基亚的Symbian，都是Android的兄弟，它们源于同一个内核Unix/Linux。如果说上一次PC的产业链从操作系统，到芯片，再到微机还是自然形成的，这一次，Google干脆主动将手机产业链整合起来，搞了一个Android联盟，在这里面除了Android操作系统和上述的芯片厂商，还有主要的手机厂商摩托罗拉、三星、索尼爱立信及HTC。从PC到手机，安迪——比尔定律照样适用。2008年底上市的HTC第一代Android手机G1主频只有600MHz，2010年初它为Google制造的Nexus One超薄手机主频达到了1GHz，即1000MHz，不到18个月速度基本上翻了一番，但是现在G1已经慢得很不好用了。
就这样，安迪——比尔定律把原本属于耐用消费品的电脑、手机等商品变成了消耗性商品，刺激着整个IT领域的发展。
三、反摩尔定律
Google的前CEO埃里克·施密特(Eric Schmidt)在一次采访中指出，如果你反过来看摩尔定律，一个IT公司如果今天和18个月前卖掉同样多的、同样的产品，它的营业额就要降一半。IT界把它称为反摩尔定律。反摩尔定律对于所有的IT 公司来讲，都是非常可怕的，因为一个IT公司花了同样的劳动，却只得到以前一半的收入。反摩尔定律逼着所有的硬件设备公司必须赶上摩尔定律规定的更新速度。事实上，所有的硬件和设备生产厂活得都是非常辛苦的。下面列举了各个领域最大
的公司在2006年我第一次为Google黑板报写这篇博客时的股价和他们公司股价最高值的比例。
IBM：82%.
思科：40%
英特尔：33%
AMD：30%
Marvell：60%
惠普：70%
戴尔：35%
太阳：10%
摩托罗拉：33%
我之所以在这个版本中保留这些历史数据是因为它们非常好地验证了我的观点。下面是本文2006版的原文：
这里面，除了IBM不单纯是硬件厂商，而有很强的服务和软件收入得以将股票维持在较高的水平外，其余的公司和它们的最好水平相去甚远。而今天，美国股市几乎是在历史最高点。这说明以硬件为主的公司因为反摩尔定律的影响生计之艰难。如果有兴趣读一读这些公司财报的话，就会发现，这些公司的发展波动性很大，一旦不能做到摩尔定律规定的发展速度，它们的盈利情况就会一落千丈。有的公司甚至会有灭顶之灾，比如10年前很红火的SGI公司。即使今天它们发展得不错，却不能保证10年以后仍然能拥有翻番进步，因此，投资大师巴菲特从来不投这些IT公司。
现在4年过去了，上述公司又如何了？首先，IBM由于集中在服务业，基本上不受反摩尔定律的影响，股价今天达到了历史最高点。惠普在刚刚离职的优秀CEO马克·赫德（Mark Hurd）的领导下，业绩有大幅提升，同时向服务业转型，营业额超过了IBM，同时股价也在赫德离职前达到了历史的高点。Marvell成功搭上了3G芯片的快车，成为半导体公司的新贵，表现也不错。剩下的受反摩尔定律的影响，基本上可以用“好一天没一天”来形容，其中太阳公司已经因为无法跟上整个行业的速度，而被IT生态链上游的软件公司甲骨文并购了。AMD要不是因为政府对英特尔反垄断的限制，恐怕也已经不存在了。
事实上，反摩尔定律积极的一面更为重要，它促成科技领域质的进步，并为新兴公司提供生存和发展的可能。和所有事物的发展一样，IT领域的技术进步也有量变和质变两种。比如说，同一种处理器在系统结构没有太大变化，而只是主频提高了，这种进步就是量变的进步。当处理器由16位上升到32位，再到64位时，就有了小的质变。如果哪一天能用到纳米技术或生物技术，那么就做到了质的飞跃，半导体的集成度会有上百倍的提高。为了赶上摩尔定律预测的发展速度，光靠量变是不够的。每一种技术，过不了多少年，量变的潜力就会被挖掘光，这时就必需要有革命性的创造发明诞生。
在科技进步量变的过程中，新的小公司是无法和老的大公司竞争的，因为后者在老的技术方面有无与伦比的优势。比如，木工厂出身的诺基亚在
老式的模拟手机上是无法和传统的通信设备老大摩托罗拉竞争的。但是，在抓住质变机遇上，有些小公司会做得比大公司更好而后来居上，因为它们没有包袱，也比大公司灵活。15年后，当3G手机逐步取代2G手机时，默默无闻的HTC又通过及时踏上Android的快船，把诺基亚这个2G时代的龙头老大逼上了当年摩托罗拉的老路。这也是硅谷等新兴地区出现了众多的新技术公司的原因。
17年前的1994年，我作为中国第一批互联网网民上网时使用的是一个2.4千波特率（Kbps）的调制解调器。两年后，我的一个同学，中国最早的互联网公司东方网景的创始人龚海峰送了我一个当时最新的14.4Kbps的调制解调器，我马上感觉速度快多了。由于数字电话传输率本身限制在64Kbps，因此调制解调器的传输率最到56Kbps就到顶了，所以到1995年，我的几个同事就预言用电话线上网速度超不过这个极限。如果停留在用传统的方法对调制解调器提速，确实要不了几年摩尔定律就不适用了。但是到了上世纪90年代，出现了DSL技术，可以将电话线上的数据传输速度提高近200倍，虽然早期大众对此并不知晓。DSL技术虽然最早由贝尔核心实验室发表，但真正把它变为实用技术的是斯坦福大学的约翰·乔菲教授。乔菲教授三十几岁就成为了IEEE的资深会员（Fellow），刚四十岁就成为了美国工程院院士。1991年，他带着自己的几个学生，办起了一家做DSL的小公司Amati。1997年，他把Amati公司以4亿美元的高价卖给了德州仪器。这是硅谷新技术公司典型的成功案例。在调制解调器发展的量变阶段，就不会有Amati这样的小公司出现，即使出现了，也无法和德州仪器竞争。但是，一旦调制解调器速度接近原有的极限时，能够突破这个极限的新兴公司就有机会登上历史的舞台。当上个世纪末克林顿第一次提出光纤入户时大家觉得还是遥远的憧憬，2010年Google再次提出这个概念时，大家就觉得已经是可以预期的了。
反摩尔定律使得IT行业不可能像石油工业或飞机制造业那样只追求量变，而必须不断寻找革命性的创造发明。因为任何一个技术发展赶不上摩尔定律要求的公司，用不了几年就会被淘汰。大公司们，除了要保持很高的研发投入，还要时刻注意周围和自己相关的新技术的发展，经常收购有革命性新技术的小公司。它们甚至出钱投资一些有希望的小公司。在这方面，最典型的代表是思科公司，它在过去的20年里，买回了很多自己投资的小公司。
反摩尔定律同时使得新兴的小公司有可能在发展新技术方面和大公司处在同一个起跑线上。如果小公司办得成功，可以像Amati那样被大公司并购
（这对创始人、投资者及所有的员工都是件好事）。甚至它们也有可能取代原有大公司在各自领域中的地位。例如，在通信芯片设计上，博通和Marvell在很大程度上已经取代了原来朗讯的半导体部门，甚至是英特尔公司在相应领域的业务。
当然，办公司是需要钱的，而且谁也不能保证对一家新兴公司的投资一定能够得到收益。有些愿意冒风险而追求高回报的投资家将钱凑在一起，交给既懂得理财又懂得技术的专业人士打理，投给有希望的公司和个人，这就渐渐形成了美国的风险投资机制。办好一家高科技公司还需要有既志同道合，又愿意承担风险的专业人才，他们对部分拥有一家公司比相对高的工资更感兴趣，因此就有了高科技公司员工的期权制度。
IT行业发展至今，自有它的生存发展之道。它没有因为硬件的价格不断下降而萎缩，而是越来越兴旺。10年前，全球半导体市场的规模和胶带（Tapes）公司的规模相当，今天半导体市场的规模比10年前大了5倍左右，远远高于全球经济的增长。我们以后还会陆续介绍它的发展规律。
结束语
IT行业总体来讲是一个高速发展的行业；在这个行业中发展，犹如逆水行舟，不进则退。由于安迪——比尔定律的作用，在IT工业的产业链中，处于上游的是“看不见摸不着”的软件和IT服务业，而下游才是“看得见摸得着”的硬件和半导体。因此，从事IT行业，想获得高利润，就要从上游入手。从微软，到Google，再到Facebook，无一不是如此。唯一的例外是苹果公司，它是通过硬件实现软件的价值，因为在过去的十年里它的产品成为了一种时尚和潮流。