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1 

 

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

 

1965年，摩爾發表文章預言半導體芯片上集成的晶體管和電阻數量將每年增加一倍。

 

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

 

后來，經常被引用為：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年貝爾實驗室發明晶體管以來，半導體行業大致按照摩爾定律發展了半個多世紀，驅動著科技飛速發展，現今的處理器芯片上動輒十億個晶體管。

 

▲貝爾實驗室發明的第一個晶體管(Ge)的復制品，1956年獲諾貝爾物理學獎

 

盡管這種趨勢已經持續了超過半個世紀，但隨著集成電路發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等新技術的興起，摩爾定律或許還將繼續向前推進，迎來More Moore、More than Moore時代…

 

在摩爾定律趨勢下，計算能力相對于時間周期呈指數式上升，晶體管成本也隨著呈指數式下降，但是，過去20年來，通信網絡的成本并未與這一規律并駕齊驅。

 

 

曾經有一家運營商的高管在一次演講中提到，過去20年來，計算成本呈指數式下降趨勢，但寬帶成本卻僅呈現線性下降趨勢。

 

為此，為了進一步降低網絡成本，一場基于網絡虛擬化、云化的網絡重構革命在5G時代打響。

 

2 

 

 

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

 

2011年，庫梅等人在《IEEE計算編年史》上發表了一篇論文，認為計算機性能的提高，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算機ENIAC開始運行，該計算機占地1800平方英尺，自重30噸，功耗150千瓦，采用10進制 3毫秒/乘法。

 

 

庫梅的結論正是始于這臺ENIAC計算機，跟蹤60年計算硬件發展的數據得出。

 

從庫梅定律看，引人關注的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，一個網絡的用戶數目越多，那么整個網絡和該網絡內的每臺電腦的價值也就越大。

 

其內容是：

 

 

1）具有n個節點的網絡，其連接數量為n（n -1）/ 2，與n的平方成正比。

 

2）一個網絡的價值等于該網絡內的節點數的平方，而且該網絡的價值與聯網的用戶數的平方成正比。

 

梅特卡夫定律是一個關于網絡的價值和網絡技術的發展的定律，由喬治·吉爾德于1993年提出，但以計算機網絡先驅、3Com公司的創始人羅伯特·梅特卡夫的姓氏命名，以表彰他在以太網絡上的貢獻。

 

梅特卡夫定律通常被引用來解釋互聯網的迅速發展，也引申出網絡連接對社會和經濟的重要意義。

 

4 

 

 

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

 

吉爾德定律認為：在未來25年，主干網的帶寬每6個月增長一倍，其增長速度是摩爾定律預測的計算能力增長速度的3倍，并預言將來上網會免費。

 

正是遵循著這樣的規律，我們的上網速率越來越快，而資費也越來越便宜。

 

在摩爾定律、梅特卡夫定律和吉爾德定律的三大趨勢下，共同推動著通信網絡和信息社會飛速發展。

 

 

 

 

 

5 

 

 

1998年，Jakob Nielsen博士在網絡上發表了一篇標題為《Nielsen's Law of Internet Bandwidth》（互聯網寬帶的尼爾森定律）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，有人預言，隨著超高清視頻、AR/VR等業務興起，未來帶寬增幅或將打破尼爾森定律，超越年均50%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，這位發明了大哥大的老先生，提出了庫伯定律。

 

 

1901年，當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對單獨對話。

 

基于此，Cooper提出，在45年內，在無線電波所能覆蓋的固定區域內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的最大數據量（頻譜效率）每30個月就要翻一番。

 

事實上，這樣的趨勢已經持續了100多年。同時，隨著頻率復用、小區分裂、分集、調制等技術的采用，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，用戶在通信時是靜止的。

 

 

由上圖可知，根據Edholm帶寬定律，未來有線與無線網絡的傳輸速率預計將逐漸趨于一致。或者說，未來有線與無線網絡融合是必然。

 

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系。

 

 

就好比道路上的汽車，車速（網速）除了和車的動力有關，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，就叫香農定理，由數學家、密碼學家、計算機專家、人工智能學家、信息科學家… 頂著一大堆帽子的神人前輩克勞德·艾爾伍德·香農于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，就可確定它必會發生。

 

 

 

這個神奇的定律代表著廣大通信人的工作狀態...

 

凡是今晚打雷下雨可能有站斷，就會有站斷。

 

凡是寫的PPT可能會被領導駁回重寫，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雜，任何時刻都要做好絕對周全的計劃，萬無一失，同時，還要時刻做好滅火的準備。

 

當然，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。