我在高校参与过自然科学基金项目,在企业做过嵌入式系统研发、电路设计和机械设计,说一下个人见解。
无论从技术实现难度还是对世界的贡献,个人认为从高到低都是:芯片>操作系统>搜索引擎,为什么这么说,请听某一一道来。
芯片
Intel的创始人是集成电路发明人之一的罗伯特·诺伊思,诺伊斯的伯乐是晶体管之父、诺奖得主威廉·肖克利,可以说诺伊斯青出于蓝,实现了将晶体管等元器件集成在一个很小的空间里,大大削减了电路体积。
如果没有集成电路,要玩个吃鸡游戏的设备体积可能是北京南站那么大(当然有点夸张,但不能比一节动车小了),而电脑也只能是政府、军方、研究所等机构拥有,无论从体积还是造价都不会普及到个人消费者,也就没有现在的智能手机、移动互联网。
芯片集成的是上亿个电子元器件。想当年在上世纪50年代,诺伊斯带领仙童八天才要在一个芯片上集成几十个电子元器件都是世界级难题,更何况今天,集成电路集成的是上亿的电子元器件,精度到纳米,仅从沙子到晶圆,这第一步,世界上也没有几个国家和企业能造出来,更不要说光刻、刻蚀等后续工艺。芯片是三个技术中唯一涉及制造业的,而且即使知道原理和工艺,你的加工水平达不到,还是造不出来,所以说芯片技术含量最高。
如果说三家企业来说的话,当然会有不同的答案,毕竟现在谷歌也能做操作系统,微软也能做搜索引擎。不过今天只讨论三家企业的三个不同的产品,那么我觉得难度程度依次是:微软的操作系统 > 英特尔的芯片 > 谷歌的搜索引擎。
芯片、搜索引擎没有绝对壁垒,操作系统存在绝对壁垒
搜索引擎,谷歌可以做、微软可以做、Yahoo可以做、Yandex可以做、搜狗可以做、360可以做、连阿里UC都可以做,而且都可以做得很好。不同的国家、不同的企业、不同的文化背景,都能把搜索引擎做得很好,虽然可能有体量上的差距,份额有差距,体验有差距,但是不存在绝对的壁垒。
同样芯片也是,桌面芯片领域美国的英特尔可以做、AMD可以做、中国的中科龙芯可以做,在移动芯片领域,英特尔可以做、英伟达可以做、高通可以做、展讯可以做、联发科可以做、华为也可以做、三星也可以做,在人工智能领域,中天微、Google、寒武纪等等企业也都可以做。每个芯片国家都有自己的芯片工艺、都有自己的指令集、都有可以有自己的制程。
因此,在芯片、搜索引擎方面,其实并没有绝对的行业壁垒,但是操作系统其实壁垒还是蛮高的,现在真正在全世界来说,能做好操作系统的也只有美国,即使是芬兰的林纳斯的Linux,也基本上都是在美国的Unix基础上做起来的,而且最开始就是内核,真正把生态做起来的还是美国人。Unix、以及基于Unix的macOS、以及吸收了很多Unix养分的windows,移动领域的iOS以及Android也都是分别来源于Unix、Linux,而且能做好操作系统的,其实也就是那几家公司。
操作系统的行业壁垒太高了,很难轻易突破,不管要熟悉硬件生态,还要熟悉软件生态,还要制定游戏规则。
单从技术难度来说,我同意悠云掩月的,即从技术难度系数来说,芯片>操作系统>搜索引擎。但与其说哪个技术高难度大,我想我们更关注的可能是中国在哪个领域最容易赶上?
这样难度系数的排序就不太一样了,我认为:操作系统>芯片>搜索引擎。
操作系统不只是系统,还有背后的生态。目前Windows系统和苹果系统(以及谷歌的安卓系统)占绝对优势,特别是Windows系统,经过这么多年的打磨和技术积累,以及数不清的开发者日日夜夜对各种应用软件开发的贡献……加上Windows对源码的封锁,要想短时间赶上它,几乎是不可能的……
再谈芯片,其实只要国家大规模投入,技术上的困难是可以克服的,大不了高薪聘请顶级专家团队……当然这是后话。主要困难是我们往往忽略的专利问题,美国英特尔和高通在研发芯片过程中,注册了海量的专利,芯片制造过程中哪怕是一个小小的想法,都注册成了专利……你模仿设计的话,不好意思,你侵权了,要么交钱,要么停止。憋屈不憋屈……所以,芯片研发,任重而道远。 当然,国产的芯片也可以用,但大部分都是中低端芯片,短期内高端芯片必须依靠进口,否则造出来的东西没人买……
最后是搜索引擎,目前中国市场上有百度和360,虽然体验可能没有谷歌那么好……但谷歌退出中国后,大家用百度照样用的很High。引用齐俊杰老师的话,喝不起茅台五粮液,咱喝二锅头也挺好。
从研发难度和门槛来过,芯片>操作系统>搜索引擎,从行业从业者的数量就可以窥见端倪,芯片是从业公司最少的,而搜索引擎全球任何一个国家几乎都有自己的搜索引擎。
一、芯片
芯片的本质是软硬件一体化,目前芯片核心玩家是高通和联发科两家,芯片的难度在于要将芯片放在一个极小的空间,这也就是我们现在说的10nm芯片,芯片越小能放的元器件越多,芯片的运算能力也就越强。那芯片的作用也越大,这也是为什么手机芯片越做越强的原因。
但更重要的是芯片是一个需要递进发展的产业,你要做10nm芯片,必须要先做13nm芯片,要做13nm芯片必须要做15nm,否则根本做不起来,所以现在我国芯片一直没有发展起来,也基本发展不起来了,而且芯片跨平台转移成本太高,也更加加剧了芯片的发展。
二、操作系统
技术含量都很高,非要选一个,那就微软操作系统吧。
为什么选微软操作系统?
没了英特尔芯片,有Amd可替代。
没有谷歌搜索引擎,有微软的必应替代。
操作系统和处理器不能割裂地来看,搜索引擎也无法单独存在,这样的比较是缺乏现实意义的,很容易误导大众!
在个人电脑领域,微软的操作系统离不开x86架构的处理器,反过来处理器研发的时候也需要得到操作系统的支持,不能割裂地说哪样技术含量更高。
事实上,处理器、操作系统再加上一系列的应用软件才能组成一个完整的PC生态。我们之前的尝试已经证明,中国不是造不出处理器,而是我们自主研发的处理器(例如:龙芯)因为无法运行微软操作系统以及上面一系列的软件,导致在商业领域不能形成完整的操作系统和软件生态。
任何一个伟大的科技成果,都是站在前人的肩膀上,历经无数次的失败,才最终改变了世界!
英特尔的芯片,微软的操作系统,谷歌的搜索引擎,都是被载入科技史册的颠覆性产品,他们在不同的时代都提升了人类的生活品质!
英特尔制造了计算机世界的建筑工具,微软画出了计算机世界的摩天大厦设计图,而谷歌是在为摩天大厦打地基,它们同样伟大,不分轻重!
不过,如果非要分个难度轻重的话,那就看从哪个角度来对比:
技术含量最高,难度系数最大的是芯片,然后是操作系统,最后是搜索引擎。
芯片技术
芯片是由沙子做成的,首先要从沙子中提纯单质硅,纯度达到99.9999%,平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子才能使用。
切片,切割出的是晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕,表面甚至可以当镜子。
在一开始,任何东西都相对简单,当时有很多家同样的公司。随着时间的推移,这些东西越来越复杂,最后变成到现在这种状态。
就目前这种状况来说,微软的操作系统是技术最复杂的。谷歌的搜索引擎则是三者中技术含量最低的。
我们就拿WIN7的前身Vista来说,该系统所有代码打出来要166万页A4纸,Vista研发费堪比“阿波罗登月计划”,其所花费的研发费用超过了200亿美元。而且这还是由微软几十年技术积累的结果,如果没有这些积累,其研发成本会更高。而win7,win8和win10的研发支出比这个还高。一直以来微软都是研发投入最高的公司之一,你能想象2009年的时候微软的研发支出已经达到95亿美元吗?
其次就是英特尔,我们都知道,芯片行业是一个烧钱的业务,英特尔为了开发sandyBridge支出了47亿多美元,skylake则高达71亿美元。其成本可见一斑,但由于英特尔每年都会更新架构,因此他们的技术难度要比微软低。
第三才是谷歌,目前谷歌的搜索引擎依然有很多竞争对手,不论是在美国,在日本还是在欧洲。因此谷歌搜索引擎的技术含量是三者中最低的。他们的研发投入也是最低的,因为谷歌把大部分的研发资金放到了云服务,安卓系统和其它一些改变世界(奇怪)的业务上了。
操作系统是核心。它连接着整个软件硬件生态。
操作系统之上是各种软件和应用,所有的软件应用都要使用操作系统提供的API来工作。你一个软件公司花费几千人写了几年投资数十亿的商业软件,只能在这个操作系统上运行,如果要在另一个系统上运行就要重新投资,招聘另一波开发者。当然,跨平台的Java虚拟机解决了这个问题,那是Java实现了对不同操作系统的底层适配。对绝大部分的Windows, Linux, Mac, Unix等软件来说,都是没法兼容的。绝大部分游戏厂家都只能基于Windows,不考虑其他操作系统,是因为它的投资将远大于收益,如果支持其他操作系统,公司基本就要从盈利走向破产了。
操作系统之下是硬件,需要各个厂家提供驱动程序,或者遵循通用驱动接口。Windows发布前要给各个硬件厂家提供预览版,和他们去测试硬件驱动,以保证Windows上市后可以兼容各种硬件。Windows Vista失败的一个原因,就是驱动兼容性没搞好。底层各个厂家的各种硬件都可以替换,即使Intel的CPU也可以用AMD来替换。
有人觉得软件系统简单,但实际上,成功的操作系统并不容易。Windows2000系统光核心开发组就有2500多人,加上外围至少有五千多人,开发了四五年时间,投资数百亿美金。成为微软最具突破性的产品,第二年使用该内核发布了XP。而Vista则雇佣了一万多开发者,五年投资,最后基本失败了。历史上,大部分的操作系统都失败了。有的是项目投入太大,数年没有产出,最后资金断了,项目放弃。有的是技术问题,软件上bug太多,系统无法稳定。有的是缺少上下游的支持,没人用,不好用。
中国所谓的自主知识产权操作系统,基本都是基于Linux修改了,优化了一下UI。而Linux开发也早就不是靠个人爱好者投入,而是绝大部分内核代码都有惠普、IBM、甲骨文、谷歌、微软等大公司投入进行开发。据Linux基金会估计,十年前,其开发投资也要差不多200亿美金,并不比Windows少。这些商业公司投入Linux研发,有的是为了自己的服务器,有的是为了研究和实验新技术。