存储(九)—— 你能看到多远的未来

到这里已经接近系列的尾声了,回头看了看写下第一篇的时间,已经是10个月之前的事情了,记得当时凡冬问:
“小扬哥,你这啥时候能写完呢?”
“估计得1年吧”,我答道。想不到还真说中了。
到了最后,就不管严谨不严谨了,天马行空,想到啥说啥了,大多数胡言乱语,毫无科学依据,这一篇,建议不看

时代的发展

文字的发明,使得人类文明得以以数据的方式流传后世。
造纸术的发明,使得数据的密度大大增加。
印刷术的发明,使得数据复制的速度大大提升。
计算机的发明,使得数据的存储密度和处理速度进一步增强。
摩尔定律的神话也一直持续到了现在才失效。
时代发展的越来越快,拿我们这一代人来说,经历了大哥大、座机、互联网、移动互联网的一次次大变革。
大学那会儿上课偷偷看湖人比赛还只能用摩托罗拉直板手机在GPRS网络下看文字直播,不过短短十年,现在的世界,已经“面目全非”了。
研究生那会儿,一节选修课上,老师说的一段话,印象很深刻:“通信技术(当时是3G)应该感谢乔布斯,因为技术已经做出来了,但是没有应用场景,所以无法推广,得益于iPhone触摸屏手机的出现,移动互联网因此诞生之后,通信技术才飞一般的普及开来。”
而现在已经到5G了,万物互联的时代马上就来了。
但是呢?会一直这样发展下去吗?那我们的世界会变成什么样子呢?

计算机技术的发展

从程序员的角度来看看这些年来,带给我们变革的各种技术。
围绕数据的技术其实想想也就三种:存储、传输和计算。

存储

机械磁盘的容量越来越大,但是受限于旋转的速度,随着数据量的增加,磁盘和内存速度之间的巨大差距越来越无法忍受。咋办?
软件上,缓存、预读、LSM、索引、压缩,使得数据的存取速度提升显著。
硬件上,磁盘转的慢,那就用电的方式,毕竟电比机械快N个数量级,于是有了固态硬盘。
技术思想的本质都很朴素但很实用,真·大道至简。

传输

数据太大,传输起来太慢,咋办?
各种压缩技术登上舞台了,然并卵,再怎么压缩,也是有极限的。
3G、4G、5G,通信技术也一次次升级。
还是太慢?某些情况下可以考虑一下空运移动硬盘!

计算

数据计算的太慢了咋办?
单核,双核,多核,超级计算机
啥?摩尔定律已经到极限了,小地方塞不进那么多cpu了,你可以试试改造一下CPU,干掉那些不需要的逻辑,让他更适合你的场景,于是乎,各种变异之后单独在某种场景下大显身手的异构cpu出现了。
现在互联网公司动不动就是上万个节点的集群,如果单机可以搞,谁愿意用集群啊,没办法,才搞集群的。
为啥没办法,因为硬件其实感觉没怎么发展或者发展的很慢,完全跟不上这个数据爆炸的时代。
所以聪明的工程师们只能在软件上想办法,于是各种集群,复杂的分布式技术都出来了,可怜的工程师们不得不在在CAP理论下开始苦苦挣扎。
有人问了,为啥硬件发展的这么慢呢?感觉这些年其实更像是在改良和探索,而没办法突破,毕竟再没有像蒸汽机、电动/发电机、计算机这样可以改变世界进程的发明出现了。
我们似乎慢慢的接近这个世界的极限了

世界的极限

这个世界有极限吗?
起码造物主把我们限制的死死的,除非有新的物理学理论出现推翻现在的学说。

速度的极限

数据的传输现在已经是在光缆和电磁波中了,理论上宇宙最快的光速,在小小的地球上,也逐渐显得慢了起来,于是各大公司不得不把数据分散在各个地方,尽可能降低光速传播带来的延迟,所以,数据的传播从速度上来说,好多年都没有变过了。

尺寸的极限

为啥摩尔定律不行了?因为人们渐渐的接近了可以操作的尺寸的极限。
虽然还远没有达到普朗克长度的范围,但是极限已经在那里等着了。
其实,感觉到纳米技术发展到人类能操作原子时,整个世界里灭亡就差不多了。

能源的极限

电磁感应的发现,使得电能成为最方便的能源,于是风能、水能、热能、太阳能等等,很大一部分都是转化成电能之后再使用的,说通俗点就是——发电。
可是,无论哪种能源,最多都是化学能,对当前的世界来说,越来越不够用了。
而伟大的质能方程m=c²表明,原子能才是最终的解决方案。无奈,核聚变目前还只能用在武器上。。,如果哪天核聚变可控了,那人类世界又会是另一番景象。

数据的极限

计算机的根本在于用0和1两个比特来表示数据。而表示0和1这两个比特的东西,在机械磁盘上是南北两极,在内存上是电容的水位,在电磁波上是波峰和波谷,在电缆中是高电压和低电压。
无论如何,都得一个比特一个比特的来处理数据。而受限于电子元器件的尺寸和电磁波/电流的传播速度,人们目前只能通过并行来应当对,所以集群的规模越来越大,超级计算机的体积也越来越大。
再往后面的时代,数据比现在还要多几个数量级,到时候,就只能期待量子理论了。

量子

量子,这个几乎否定了因果律的东西,人类至今研究不透,甚至平行世界的学说,在量子领域也显得那么自然,到最后,科学会不会变成神学呢?
先不管这些,起码,量子状态可以叠加,这件事简直就是为计算机定做的一样,以上问题统统都可以解决了。
然而,对量子叠加态的使用,进而造出量子计算机来,我感觉还有很远,估计得几十年吧。
也算好事,起码这几十年间,我们还得以享受一下这个相对“不那么疯狂”的世界

责任

对于计算机行业的各位同学来说,是极有可能在将来影响全人类的命运的,人工智能也好、量子计算也好、可控核聚变也好,无论如何,科学的发展是不可阻挡的,我们只能看着它一步一步前进,然后走向毁灭(毕竟,”死神永生“)。
无论如何吧,生而为人,在做每个决定时,请把善良放在第一位,而不是技术。
善良,应该是每一个搞技术的人的最重要的责任,尤其是在这个疯狂时代来临的前夕。


因僧问我西来意,我话山居不记年。
草履只栽三个耳,麻衣曾补两番肩。
东庵每见西庵雪,下涧常流上涧泉 。
半夜白云消散后,一轮明月到床前。