1 

 

摩爾定律是由Intel創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（Gordon Moore）提出。

 

1965年，摩爾發(fā)表文章預(yù)言半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量將每年增加一倍。

 

1975年，摩爾在IEEE的一次學(xué)術(shù)年會上提交了一篇論文，對摩爾定律進(jìn)行了修正，把 “每年增加一倍”改為“每兩年增加一倍”。

 

后來，經(jīng)常被引用為：每18個月芯片的性能將提高一倍（即更多的晶體管使其更快）。

 

自1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明晶體管以來，半導(dǎo)體行業(yè)大致按照摩爾定律發(fā)展了半個多世紀(jì)，驅(qū)動著科技飛速發(fā)展，現(xiàn)今的處理器芯片上動輒十億個晶體管。

 

▲貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明的第一個晶體管(Ge)的復(fù)制品，1956年獲諾貝爾物理學(xué)獎

 

盡管這種趨勢已經(jīng)持續(xù)了超過半個世紀(jì)，但隨著集成電路發(fā)展到僅有原子厚度大小時，由于觸碰到物理極限，連摩爾本人也曾預(yù)測該定律將在2020年后失效。

 

 

不過，隨著石墨烯、自旋晶體管、3D IC等新技術(shù)的興起，摩爾定律或許還將繼續(xù)向前推進(jìn)，迎來More Moore、More than Moore時代…

 

在摩爾定律趨勢下，計(jì)算能力相對于時間周期呈指數(shù)式上升，晶體管成本也隨著呈指數(shù)式下降，但是，過去20年來，通信網(wǎng)絡(luò)的成本并未與這一規(guī)律并駕齊驅(qū)。

 

 

曾經(jīng)有一家運(yùn)營商的高管在一次演講中提到，過去20年來，計(jì)算成本呈指數(shù)式下降趨勢，但寬帶成本卻僅呈現(xiàn)線性下降趨勢。

 

為此，為了進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)成本，一場基于網(wǎng)絡(luò)虛擬化、云化的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)革命在5G時代打響。

 

2 

 

 

庫梅定律由斯坦福大學(xué)的教授喬納森·庫梅（Jonathan Koomey）發(fā)現(xiàn)并提出，即每隔18個月，相同計(jì)算量所需要消耗的能量會減少一半。

 

2011年，庫梅等人在《IEEE計(jì)算編年史》上發(fā)表了一篇論文，認(rèn)為計(jì)算機(jī)性能的提高，各類組件如電容的體積縮小，通信模塊之間的通信時間的縮短，都能大大提高能源效率。

 

1946年，世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC開始運(yùn)行，該計(jì)算機(jī)占地1800平方英尺，自重30噸，功耗150千瓦，采用10進(jìn)制 3毫秒/乘法。

 

 

庫梅的結(jié)論正是始于這臺ENIAC計(jì)算機(jī)，跟蹤60年計(jì)算硬件發(fā)展的數(shù)據(jù)得出。

 

從庫梅定律看，引人關(guān)注的5G功耗相信以后也會逐年下降。

 

▲庫梅定律vs摩爾定律

 

3 

 

 

梅特卡夫定律指出，一個網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)目越多，那么整個網(wǎng)絡(luò)和該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每臺電腦的價值也就越大。

 

其內(nèi)容是：

 

 

1）具有n個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，其連接數(shù)量為n（n -1）/ 2，與n的平方成正比。

 

2）一個網(wǎng)絡(luò)的價值等于該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)的平方，而且該網(wǎng)絡(luò)的價值與聯(lián)網(wǎng)的用戶數(shù)的平方成正比。

 

梅特卡夫定律是一個關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的價值和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展的定律，由喬治·吉爾德于1993年提出，但以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)先驅(qū)、3Com公司的創(chuàng)始人羅伯特·梅特卡夫的姓氏命名，以表彰他在以太網(wǎng)絡(luò)上的貢獻(xiàn)。

 

梅特卡夫定律通常被引用來解釋互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，也引申出網(wǎng)絡(luò)連接對社會和經(jīng)濟(jì)的重要意義。

 

4 

 

 

1997年，被稱為“數(shù)字時代三大思想家”之一的喬治·吉爾德（G.Gilder）提出了吉爾德定律。

 

吉爾德定律認(rèn)為：在未來25年，主干網(wǎng)的帶寬每6個月增長一倍，其增長速度是摩爾定律預(yù)測的計(jì)算能力增長速度的3倍，并預(yù)言將來上網(wǎng)會免費(fèi)。

 

正是遵循著這樣的規(guī)律，我們的上網(wǎng)速率越來越快，而資費(fèi)也越來越便宜。

 

在摩爾定律、梅特卡夫定律和吉爾德定律的三大趨勢下，共同推動著通信網(wǎng)絡(luò)和信息社會飛速發(fā)展。

 

 

 

 

 

5 

 

 

1998年，Jakob Nielsen博士在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)表了一篇標(biāo)題為《Nielsen's Law of Internet Bandwidth》（互聯(lián)網(wǎng)寬帶的尼爾森定律）的文章，該文開宗明義指出：高端用戶帶寬將以平均每年50%的增幅增長，每21個月帶寬速率將增長一倍。

 

 

20多年來，帶寬增長趨勢與該定律神奇吻合。不過，有人預(yù)言，隨著超高清視頻、AR/VR等業(yè)務(wù)興起，未來帶寬增幅或?qū)⒋蚱颇釥柹桑侥昃?0%的增幅。

 

比如，今天的家庭寬帶，從100M到1000M入戶，增幅大幅提升。

 

6 

 

 

Martin Cooper，這位發(fā)明了大哥大的老先生，提出了庫伯定律。

 

 

1901年，當(dāng)馬可尼成功將無線電電報信號穿越大西洋之時，盡管覆蓋了幾百萬平方英里，但占用了大量的無線頻譜資源，且承載的信息量極小，僅能容納50對單獨(dú)對話。

 

基于此，Cooper提出，在45年內(nèi)，在無線電波所能覆蓋的固定區(qū)域內(nèi)的可用無線頻譜下可容納100萬次互不干涉的“對話”。

 

 

 

也就是說，在給定的無線頻譜上所能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量（頻譜效率）每30個月就要翻一番。

 

事實(shí)上，這樣的趨勢已經(jīng)持續(xù)了100多年。同時，隨著頻率復(fù)用、小區(qū)分裂、分集、調(diào)制等技術(shù)的采用，如今頻譜利用效率已是1901年馬可尼時代的上萬億倍了。

 

7 

 

 

Edholm帶寬定律設(shè)定了三種類別：有線、無線和游牧式（Nomadic）。游牧式指一種半移動狀態(tài)，用戶在通信時是靜止的。

 

 

由上圖可知，根據(jù)Edholm帶寬定律，未來有線與無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率預(yù)計(jì)將逐漸趨于一致。或者說，未來有線與無線網(wǎng)絡(luò)融合是必然。

 

今天我們講的5G與F5G，雙千兆，正好印證了這一定律。

 

8 

 

 

香農(nóng)定理給出了信道信息傳送速率的上限（比特每秒）和信道信噪比及帶寬的關(guān)系。

 

 

就好比道路上的汽車，車速（網(wǎng)速）除了和車的動力有關(guān)，還受限于道路的寬度（帶寬）、車輛多少和紅綠燈等干擾因素（信噪比）。

 

這一信息原理基本定理，就叫香農(nóng)定理，由數(shù)學(xué)家、密碼學(xué)家、計(jì)算機(jī)專家、人工智能學(xué)家、信息科學(xué)家… 頂著一大堆帽子的神人前輩克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)于1948年首次提出。

 

 

 

 

 

9 

 

 

墨菲定律，指“凡是可能出錯的事，就會出錯”，指的是任何一個事件，只要具有大于零的概率，就可確定它必會發(fā)生。

 

 

 

這個神奇的定律代表著廣大通信人的工作狀態(tài)...

 

凡是今晚打雷下雨可能有站斷，就會有站斷。

 

凡是寫的PPT可能會被領(lǐng)導(dǎo)駁回重寫，就會重寫。

 

凡是割接可能會失敗，就會失敗。

 

凡是KPI有可能會惡化，就會變差。

 

凡是建站有可能被業(yè)主放狼狗咬，就會…

 

它充分反映了通信工作涉及的因素非常復(fù)雜，任何時刻都要做好絕對周全的計(jì)劃，萬無一失，同時，還要時刻做好滅火的準(zhǔn)備。

 

當(dāng)然，從積極的一面看，你也可以理解為凡是可能會成功的事，就一定會成功。