《壹》我為什么這么火
大家都說我火,既然這樣子,我拋磚引玉,自己試著剖析下。
大家好,我學(xué)名叫逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器,出生于上世紀(jì)七八十年代,而我真正火起來也就這十年左右。
近些年,好多在企業(yè)做產(chǎn)品或者在高校搞科研的人設(shè)計(jì)的電路,性能有很大的提升。他們把一大部分的功勞都?xì)w功于我。
我了解了一下,感覺這是有問題的。這里面我只做了一點(diǎn)點(diǎn)的工作,大部分的原因,還要?dú)w結(jié)于這個(gè)時(shí)代。
這就要從摩爾定律說起了。
舉個(gè)簡單的例子。一個(gè)長跑運(yùn)動員,假設(shè)它勻速跑。跑100米和10000米,所花費(fèi)的時(shí)間有數(shù)量級的差異。
在電路里,可以進(jìn)行類似的比較。電子是勻速的運(yùn)動員,特征尺寸是運(yùn)動員跑的距離。
注意,特征尺寸是極其重要的一個(gè)概念,某種意義上,它主導(dǎo)了近半個(gè)世紀(jì)半導(dǎo)體的發(fā)展和算力的發(fā)展。
電路里面,特征尺寸已經(jīng)由十年前左右的180nm發(fā)展到最近的7nm。正如運(yùn)動員跑100米和10000米,所需的時(shí)間的差異是數(shù)量級的差異一樣。電子通過這兩個(gè)距離所花費(fèi)的時(shí)間,也是有數(shù)量級的差異。
數(shù)字電路中,特征尺寸的晶體管是基本單元,猶如生物的細(xì)胞一樣,由它組成了豐富的大千世界。
特征尺寸的顯著降低,導(dǎo)致電子耗費(fèi)時(shí)間的極大縮短,宏觀層面看到的就是各種類型電路速度的極大提升。而我火起來,根本源于此。
我身體百分之六七十的部分,是由數(shù)字電路組成的。這是與其它小伙伴們一個(gè)最顯著的差異。
所以,你看,還是要?dú)w功于這個(gè)時(shí)代吧。要不是人類的智慧,促成的技術(shù)進(jìn)步,達(dá)到如此小的特征尺寸,我的優(yōu)勢怎么能發(fā)揮的這樣淋漓盡致。
一個(gè)東西火起來,往往不是一個(gè)因素導(dǎo)致,而是多個(gè)合力共同作用的結(jié)果,我當(dāng)然也不例外。
設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的初衷是解決計(jì)算能力的。然而,當(dāng)計(jì)算機(jī)擁有每秒萬億次的超強(qiáng)算力后,它的潛力會逐漸被各行業(yè)挖掘。
工科,商科,社會,經(jīng)濟(jì),管理等都向它靠攏?;谟?jì)算機(jī)的,各種模擬仿真軟件潮水般涌現(xiàn),并顯著提升了效率。
因特征尺寸而導(dǎo)致的速度數(shù)量級的提升,也使我受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。Flash、Pipeline、Delta Sigma等小伙伴時(shí)不時(shí)找我來取經(jīng),然后回去就把我融入到它們中。
你看,近幾年的ISSCC轉(zhuǎn)換器好多文章,實(shí)質(zhì)上就是它們與我的混合體。甚至比我小的多的放大器,竟然都能把我的一部分嵌入它里面,得到更好的性能,世界真是太神奇。
這是范圍層面的解釋。
你若盛開,清風(fēng)自來。
《貳》逐次逼近思想
好多人都認(rèn)為我很陌生,是一個(gè)誤解。
逐次逼近思想,千百年來,已經(jīng)滲入到每一個(gè)角落。
將一粒石子扔進(jìn)平靜的湖里,在石子落水的點(diǎn),水會上下振動,而這個(gè)振動是以水平面為參照物的。振動的幅度越來越小,直至又恢復(fù)平靜。這是自然界逐次逼近的實(shí)例。
對宇宙的探索,也是這樣的過程。
一開始,古人認(rèn)為天圓地方,地球是宇宙的中心,倡導(dǎo)地心說。隨著認(rèn)識的深入,發(fā)現(xiàn)地球圍繞太陽轉(zhuǎn)這一事實(shí),認(rèn)為太陽是宇宙的中心,提出了日心說。這樣就對宇宙有了相對正確的認(rèn)識。
而后來,我們知道太陽系屬于銀河系,相比于日心說有了進(jìn)一步的認(rèn)識。那銀河系是宇宙中心?我們知道當(dāng)然也不能這樣說。隨著科技的進(jìn)步,人類會越來越逼近客觀事實(shí)。
再如,你和女朋友由認(rèn)識到在一起,也可看作是逐次逼近的過程。
一開始認(rèn)識,你們關(guān)系淡,也就是距離遠(yuǎn)。然后,聊天,互送禮物,吃飯,看電影等等,一次次的互動了解,加深彼此的認(rèn)識。
每一次,關(guān)系相比于上一次都有不同。多數(shù)的時(shí)候,好感度是上升的,距離是變近的。而當(dāng)中總會有這樣的插曲:你沒給我買禮物,我沮喪時(shí)你沒有關(guān)心我,懷疑你跟另一個(gè)人搞曖昧等等。
每一次接觸,都會對兩個(gè)人的關(guān)系形成影響,這個(gè)影響或者是正面的,或者是負(fù)面的。你們最終在一起了?;厥渍J(rèn)識到相戀的整個(gè)過程,你倆的關(guān)系,趨勢向好。其中的挫折,是必不可少的磨合而已。
好多人,一開始接觸股票,很可能因?yàn)榕笥训囊痪湓?,或者偶然的個(gè)股供需失衡事件。大概率上,前幾次都會賠錢。
原來掌握的信息太片面,還是自己太naive。
交了學(xué)費(fèi)之后,我們開始反思,學(xué)習(xí)。收集客觀事實(shí),進(jìn)行整理加工,對未來的走向進(jìn)行判斷。我們發(fā)現(xiàn),相比一開始接觸股票,已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。然而發(fā)現(xiàn)還是難以賺到錢。
再進(jìn)一步,除了分析客觀事實(shí),包括基本面宏觀政策等,我們?nèi)圆粷M足。所有參與者對于行情的預(yù)期,情緒等這些主觀因素,我們把這些基于主觀的客觀,也放到客觀里,據(jù)此形成個(gè)性化主觀。
此基礎(chǔ)上再作出判斷,相比于之前的認(rèn)識,就又深了一層。
警官通過對證據(jù)的收集,分析案件,確定嫌疑人,發(fā)現(xiàn)真相等也一樣。律師,考古學(xué)家,生物學(xué)家,物理學(xué)家,數(shù)學(xué)家等等,在不同領(lǐng)域分析研究,都是一步步逼近真相的過程。
逐次逼近思想,一把打開新世界大門的鑰匙。
《叁》構(gòu)成
為了大家更深入的了解我,講一下我的組成。
有四個(gè)部分,采樣,基準(zhǔn),量化,邏輯控制。 下面逐一進(jìn)行分析。
采樣,類似于拍照過程,化動態(tài)為靜態(tài)。比如要抓取一個(gè)運(yùn)動員跳水整個(gè)過程。每隔1微秒拍一次,將多次的記錄點(diǎn)連起來,就是整個(gè)跳水過程。
一個(gè)個(gè)的點(diǎn)就是采樣的過程。 但這個(gè)點(diǎn)要想被計(jì)算機(jī)識別,要找到它距離水平面的具體尺寸。也就是后面的逐次逼近的過程。
逐次逼近的過程本質(zhì)上是測量方法的一種。
基準(zhǔn),顧名思義,一個(gè)用來比較的標(biāo)準(zhǔn)。
量化的本質(zhì)是比較。 還是湖水投石的例子。投入石子那個(gè)點(diǎn)的振動,每次都是與水平面作比較,高于水平面時(shí),有向下落趨勢,低于水平面時(shí),會有向上的趨勢。
判斷的過程就是量化。
我的名字里面有逐次逼近兩個(gè)詞,既然是逐次,就有多次的過程。而逼近,意味著一次比一次近。逐次意味著邏輯控制,逼近意味著趨勢。
整個(gè)的工作過程是怎樣的?還是用運(yùn)動員跳水的例子來類比。每隔1微秒拍照(采樣)一次運(yùn)動員離水面的高度。然后對這一長度(高度)進(jìn)行測定。
那長度測定怎么實(shí)現(xiàn)呢?
逐次逼近的原理。
假設(shè)是十米跳臺,將這個(gè)長度與五米作比較,如果長于五米,計(jì)數(shù)1,長度減去五米。如果短于五米,計(jì)數(shù)0,長度加上五米。這就完成了一次的逼近過程。之后同樣與五米作比較,并計(jì)數(shù),增減兩點(diǎn)五米,以此類推。直到長度無限趨近于五米。
通過計(jì)數(shù)結(jié)果與增減系數(shù)相乘,加總,就是一次的高度。
把所有長度連接成線,就恢復(fù)了運(yùn)動員跳水的過程,也就是我的整個(gè)工作過程。
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