軟件開發(fā)的突飛猛進(jìn)推翻了摩爾定律

Win7之家（ afsion.com.cn）：軟件開發(fā)的突飛猛進(jìn)推翻了摩爾定律

《紐約時(shí)報(bào)》網(wǎng)絡(luò)版周一刊載稱，摩爾定律被奉為IT行業(yè)的“金科玉律”，但軟件開發(fā)的突飛猛進(jìn)推翻了這一定律。

以下為文章主要內(nèi)容：

電腦業(yè)界一個(gè)流傳已久的笑話是，硬件帶來的東西，全讓軟件給拿走了。改自《圣經(jīng)》的這句話傳遞了某些事情像戒律一樣亙古不變，同時(shí)還預(yù)示著基于芯片的硬件發(fā)展，成為運(yùn)算創(chuàng)新的引擎。與此同時(shí)，編寫代碼的過程則混亂無序，難以預(yù)測，這個(gè)過程顯然落后于發(fā)展趨勢，就好比是一列“創(chuàng)新火車”的守車(指掛在列車尾部供車長乘座的工作車)。

我在日前撰寫的評論文章中談到了一項(xiàng)研究，這項(xiàng)研究得出的結(jié)論完全有悖于我們的常識。雖然該研究沒有得到太多媒體關(guān)注，但我認(rèn)為它很有趣，其結(jié)論并不會(huì)得到廣泛推崇。一個(gè)由美國白宮科學(xué)技術(shù)顧問組成的獨(dú)立小組2010年12月發(fā)布的報(bào)告援引了一項(xiàng)研究的結(jié)論。該研究表明，從事運(yùn)算工作獲得的績效收益(源于軟件算法的不斷改善)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過采用速度更快處理器所帶來的績效收益。

當(dāng)然，芯片性能的快速提高有其“定律”，即“摩爾定律”�！澳�爾定律”是由英特爾聯(lián)合創(chuàng)始人戈登·摩爾(Gordon Moore)在1960年代初提出的，他預(yù)測集成電路上可容納的晶體管數(shù)目每隔約18個(gè)月會(huì)增加一倍，而性能也將提升一倍。然而，軟件并不存在這種被IT行業(yè)奉為金科玉律的定律。

白宮科學(xué)顧問發(fā)布的報(bào)告中提到了一項(xiàng)研究，該研究對一項(xiàng)歷時(shí)15年之久的重要生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)展進(jìn)行了調(diào)查。研究由德國科學(xué)家和數(shù)學(xué)家馬丁·格羅斯徹(Martin Grotschel)實(shí)施，結(jié)果表明，在這15年里，運(yùn)算完成速度提高了4300萬倍，其中1000倍來自于處理器速度提高，43000倍則是來自軟件算法效率的改進(jìn)。

專家普遍認(rèn)為，摩爾定律提出的硬件性能提升速度是非同尋常的成就。但是，華盛頓大學(xué)教授愛德華·洛索斯卡(Ed Lazowska)說：“電腦專家給算法注入的智慧令軟件性能得到顯著提高，這種提升速度甚至使摩爾定律的指數(shù)級增長都看上去微不足道�！�

軟件性能的快速提升在用以實(shí)施非數(shù)值任務(wù)的算法方面就很難衡量，但洛索斯卡以人工智能領(lǐng)域(如語言理解、語言識別、電腦視覺等)近年來的發(fā)展為例，證明更易量化的基準(zhǔn)測試根本無法預(yù)測算法的提升速度。

究竟是什么原因使得軟件性能得到如此大幅度的提升呢？答案肯定遠(yuǎn)比我想象的多，遠(yuǎn)比我想象的復(fù)雜，但我認(rèn)為主要有兩個(gè)原因。首先，應(yīng)該歸咎于部分專家所認(rèn)為的軟件弱點(diǎn)。軟件是混亂、無序的，因?yàn)樗�完全是抽象的東西，好比沒有數(shù)量限制的建筑材料。軟件這種混亂、無序的結(jié)構(gòu)為創(chuàng)新提供了更多機(jī)會(huì)。

其次，我的第一個(gè)觀點(diǎn)或許是正確的，但是，我們不能過分夸大軟件的創(chuàng)新速度，忽視硬件性能的快速提升。這便涉及運(yùn)算的陰陽平衡概念，即硬件和軟件密切相連——縱然文章開頭的那句話并沒有理順兩者的關(guān)系。