衛(wèi)星通信行業(yè)研究報告范文

時間:2023-10-23 17:27:20

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衛(wèi)星通信行業(yè)研究報告

篇1

人們向往自由計算――自由不僅代表高速運算,還代表輕巧便攜、隨心所欲;

人們向往快樂數(shù)字家庭――不僅要有多媒體電腦,還需要多媒體網(wǎng)絡(luò)、超級大屏幕顯示。

雖然這些理想還遙遙無期,但發(fā)展中的IT技術(shù)為人們的理想描繪出了一個現(xiàn)實的輪廓,讓人們的生活可以在憧憬中期待、可以在激情中沉浮。

自由接入

近距離無線連接重新布陣――藍牙、ZigBee及UWB

無線個人網(wǎng)(WPAN)概念的誕生基礎(chǔ)是藍牙(IEEE 802.15.1),這一近距離的無線連接技術(shù)的思想最初源于上世紀80年代中期,直到1994年在移動通信和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大氣候下,因Ericsson的工程師有感于有線連接“剪不斷,理還亂”的困擾,而將藍牙技術(shù)真正激活。

經(jīng)歷了早期的理解、宣傳和爭議階段,藍牙技術(shù)目前已邁入實質(zhì)性的發(fā)展階段:采用了藍牙模塊的耳機、手機、PDA、打印機、筆記本電腦等數(shù)字產(chǎn)品已在市場上頻頻顯現(xiàn)身影,并有研究報告預測,2003年藍牙設(shè)備出貨量達到7000萬臺,較去年同期實現(xiàn)了翻番,并在今后幾年內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定增長――近距離無線連接市場局面已然全面打開。

在技術(shù)發(fā)展上,藍牙自身剛剛獲得了一次重大的完善:2003年11月5日,由其權(quán)威標準組織――藍牙SIG批準了最新的1.2版,成為自2001年2月推出1.1版以來的首次技術(shù)更新,相關(guān)產(chǎn)品即將問世。新版本解決了1.1版中的許多不足(縮短連接時間、抗干擾等),為藍牙推波助瀾。在未來,藍牙還將向低成本(高度整合的單芯片)、微小化(先進的封裝技術(shù))和易用性方面進一步走向完善。

為了使近距離無線連接技術(shù)在目標市場上的定位更加明確,IEEE和業(yè)界廠商們又將另兩種技術(shù)標準推向了舞臺――ZigBee(IEEE 802.15.4)和UWB(IEEE 802.15.3),并加快了標準制定和市場推廣的步伐,以與藍牙形成相互補充。其中,ZigBee也在不久前剛被IEEE正式批準,邁出了關(guān)鍵一步;而UWB則由于面臨兩大陣營的爭議(包括以Intel、TI為首的OFDM聯(lián)盟提案,和摩托羅拉、XtremeSpectrum主張的DS-SS提案),幾經(jīng)磋商未果,最終標準方案尚未確定,不過預計這一障礙很快將得以解決。

相比于藍牙,ZigBee的最大不同在于它是一種低成本、低功耗、低復雜度的無線技術(shù),并且可連接254臺設(shè)備,工作在與藍牙的2.4GHz不同的另外3個頻段上,主要適用于對數(shù)據(jù)帶寬要求不高、但對成本和功耗更加嚴格的設(shè)備上,例如對各種家用數(shù)字設(shè)備的自動控制和遠程控制等。有人預計2006年全球家用自動化市場將達到4億臺的規(guī)模,為ZigBee提供了廣闊的前景。

UWB則是一種高帶寬、低功耗、抗干擾性強的無線技術(shù),工作頻率在幾Hz至幾GHz之間,帶寬最高可達數(shù)百Mbps,因此將主要應用于數(shù)字電視、視頻點播等需要傳輸高速高質(zhì)量的音視頻信號的多媒體設(shè)備當中。原本作為軍用技術(shù)的UWB,最近民用的呼聲不斷看漲,主要原因是它首先在美國得到了FCC的解禁。UWB技術(shù)專家們樂觀預計,到2006年UWB技術(shù)將帶來10億美元的市場。

上述這些已有的或新興起的近距離無線連接技術(shù),以全球統(tǒng)一的無線連接規(guī)范,使不同廠家的各種便攜設(shè)備與固定終端在近距離內(nèi)不用線纜即可實現(xiàn)連接,進行互操作和文件共享,從而為廣大消費者提供一個不受有線束縛的數(shù)據(jù)、語音甚至視頻通信環(huán)境。

WLAN技術(shù)標準走向完善

經(jīng)過了最近兩三年的市場洗禮,Wi-Fi聯(lián)盟提倡的IEEE 802.11x系列標準已明顯成為WLAN全球市場的絕對主導,原先的其他一些技術(shù)方案(諸如歐洲的HiperLAN、日本的HiSWANx,以及家用射頻技術(shù)HomeRF等)有可能在全球WLAN的標準化大潮中淡出市場。

Wi-Fi技術(shù)起步于1997年由IEEE制定的802.11標準,其數(shù)據(jù)帶寬只有2Mbps,不盡如人意。由此便產(chǎn)生了其后續(xù)的系列標準,其中802.11b將速率提升至11Mbps,并提供了自動調(diào)整速率功能,以及MAC層的訪問控制和加密機制、40位及128位的共享密鑰算法等安全機制,伴隨Intel迅馳很快成為主流技術(shù)。

此后,802.11a借助54Mbps的數(shù)據(jù)帶寬優(yōu)勢,具有后來居上之勢,它與802.11b并肩成為基本標準和主流技術(shù)。這兩者在頻率上的不兼容,又導致了不久前802.11g標準的正式出臺,推廣者希望它能以與802.11b相同的頻率實現(xiàn)前后平滑過渡,但又具有802.11a的高帶寬。這便導致了目前市場上三者并存的局面,甚至大量出現(xiàn)了同時支持其中2個或3個標準的雙?;蛉LAN產(chǎn)品。

上述標準的戲劇性變化,一方面說明了WLAN市場的繁榮,另一方面說明WLAN技術(shù)標準有待于不斷克服缺陷、推陳出新,以更完善的面孔支持未來的WLAN應用。事實上,除了上面這幾種規(guī)定了WLAN主要協(xié)議的基本標準以外,IEEE已經(jīng)制定或正在積極醞釀802.11的一系列擴展標準(802.11d、e、f、h、i、j、af,以及802.1x,詳見本期“技術(shù)與趨勢”欄目相關(guān)文章)。這些擴展標準有的用以提升語音和視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量,有的規(guī)定不同網(wǎng)絡(luò)的接入點之間的漫游,有的則旨在全面加強網(wǎng)絡(luò)的安全性。它們中的大多數(shù)有望在2003年底前后得到正式批準,業(yè)界廠商將在市場上迅速做出響應。本著這些日漸成熟的802.11系列技術(shù)標準,WLAN產(chǎn)品將以更穩(wěn)定、更安全、更高速、更多功能和更高質(zhì)量的服務面向各行各業(yè)的應用。

Wi-Fi技術(shù)與那些主要適用于手機、掌上電腦等小巧移動終端的藍牙/ZigBee/UWB等近距離無線連接技術(shù)已明顯區(qū)隔成不同的市場定位,它們主要不是彼此競爭,而是相互支持與補充,并與WiMAX等無線城域網(wǎng)或GPRS無線廣域網(wǎng)技術(shù)一道,形成一套完整的WPAN/WLAN/WMAN/WWAN全方位無線接入體系。

無線城域網(wǎng)興起――WiMAX

WiMAX技術(shù)有望成為Wi-Fi之后最流行的寬帶接入技術(shù)。

Wi-Fi的有效通信距離使其很難經(jīng)濟地完成運營商的覆蓋任務;3G不是面向數(shù)據(jù)連接服務的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實際數(shù)據(jù)傳輸率也只有幾百Kbps,無法承擔無線寬帶連接的使命;4G的技術(shù)標準尚未正式起步,標準之爭必然異常激烈,還要等待5年以上的時間。

WiMAX的興起迎合了人們對無線寬帶接入的巨大期望,在有效距離、帶寬和經(jīng)濟性上都符合服務運營的要求。比較樂觀的估計認為,WiMAX服務將于2005年進入普及期,主要用于固定用戶的最后一公里寬帶接入,2008年以前在移動用戶中大量普及。

WiMAX組織與802.16技術(shù)標準的關(guān)系,就如同Wi-Fi組織與802.11技術(shù)標準的關(guān)系,前者在致力于后者的完善推廣,并成為后者相關(guān)技術(shù)的代名詞。

802.16標準在2001年12月就已獲得通過,但是直到2003年1月才發(fā)展成極具競爭力的802.16a標準。802.16a標準的重要改進在于采用了開放的2~11GHz波段,并實現(xiàn)了非視距連接,提高了實用性和成本效益。Intel、Prixim等重量級廠商相繼加入WiMAX組織,對WiMAX技術(shù)的發(fā)展更起到了推波助瀾的作用。

802.16a標準的單一網(wǎng)絡(luò)基站最大覆蓋范圍50km,帶寬最高可達70Mbps,但是不能支持高速移動的客戶端在基站間進行切換。正在開發(fā)中的客戶端規(guī)范802.16e將解決上述問題,實現(xiàn)客戶端在基站間的任意漫游,預計在2004年完成相應標準制定。802.16工作組還在研究改進基站覆蓋范圍的方法――802.16f,補充標準將使802.16a更具經(jīng)濟效能。

雖然802.16相關(guān)技術(shù)尚未完善,運營商們已經(jīng)迫不及待地開始上馬基于802.16a標準的無線寬帶接入服務。目前,WiMAX接入不僅在美國等地區(qū)現(xiàn)身,中國也在相應頻段提前發(fā)放了為數(shù)不少的運營牌照,部分運營商利用802.16a產(chǎn)品正在積極試運營。WiMAX的魅力可見一斑。

無論WiMAX技術(shù)最終是否成功,我們可以期待的是,無線寬帶接入技術(shù)真正從這里開始,并將在未來幾年帶給人們無所不在的高速接入體驗。

網(wǎng)絡(luò)世紀之夢――4G

國際電信聯(lián)盟(ITU)并沒有在3G移動通信技術(shù)標準IMT-2000中實現(xiàn)全球統(tǒng)一的移動通信網(wǎng)絡(luò),以CDMA技術(shù)為核心的3G技術(shù)成本高昂,卻沒能實現(xiàn)2Mbps的數(shù)據(jù)接收速率,實際速率只有幾百Kbps。3G的意義太有限了,于是人們對3G的巨大期望轉(zhuǎn)移到了4G上,盡管4G還是個遙遠的夢。

根據(jù)ITU等國際組織和研究機構(gòu)的分析,4G真正實施可能要等到2010年。不過也有樂觀人士認為,2007年4G服務就會在一些國家跨過3G而率先啟動。

4G究竟何時啟動,關(guān)鍵還要看這幾年4G核心技術(shù)的發(fā)展和標準制定的順利程度。目前4G甚至還沒有一個正式的定義,但是很顯然,4G將是一個基于IP技術(shù)的高速包交換系統(tǒng),并將融合現(xiàn)有的多種無線和語音系統(tǒng),即提供2G和3G接口,支持WLAN、WiMAX、衛(wèi)星通信等。

既然是基于IP技術(shù)的系統(tǒng),4G啟動之時也是IPv6風行之日,IPv6技術(shù)將是4G技術(shù)發(fā)展的基石之一。此外,由于基于IP包交換技術(shù)的全面采用,4G系統(tǒng)的成本效益將明顯高于3G系統(tǒng),因此才會產(chǎn)生“跳過3G奔4G”的說法。

3G以CDMA為核心技術(shù),而4G中OFDM技術(shù)最受矚目。OFDM是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù),主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道,在每個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制,并且各子載波并行傳輸,這樣不但抗干擾能力強,而且提高了頻譜利用率。

根據(jù)ITU的超3G(Systems Beyond IMT-2000)發(fā)展目標框架,4G技術(shù)將至少提供100Mbps連接速率,對于慢速移動終端更將提供高達1Gbps的連接速率。屆時,語音業(yè)務退到了網(wǎng)絡(luò)的次要地位,無所不在的寬帶無線接入不僅可以使人們的筆記本電腦、掌上電腦暢游網(wǎng)絡(luò),手表、眼鏡等五花八門的物品都有可能成為4G的智能終端,并將催生人們意想不到的多種新應用。

網(wǎng)間無線漫游

各類無線通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于有線網(wǎng)的主要意義,在于為用戶提供不受場地限制的移動數(shù)據(jù)通信能力,具有極大的靈活性和方便性――從單純的提供語音通話功能的GSM網(wǎng)和提供語音/數(shù)據(jù)通信的GPRS,到日前正在紅火地提供無線寬帶數(shù)據(jù)通信的WLAN,乃至今后甚至包括視頻通信的3G/4G無線網(wǎng)絡(luò),追求的目標都莫不如此。然而,倘若將這些相互獨立的、具有不同特征的無線通信網(wǎng)絡(luò)進行有機整合,相互聯(lián)通并且能實現(xiàn)自動切換(即無縫漫游),那么勢必會產(chǎn)生“1+1>2”的實際效應――已有的各類無線網(wǎng)絡(luò)資源的重新整合,進一步突破覆蓋范圍的局限和數(shù)據(jù)帶寬及信道的不足,將移動通信的便利性發(fā)揮到更佳境界。

同構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間的漫游主要依賴于各運營商間的利益協(xié)調(diào)問題,而各類異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)之間(當前最有商業(yè)價值的是Wi-Fi技術(shù)構(gòu)建的WLAN,與GPRS或CDMA之類的2.5G/3G無線城域/廣域網(wǎng)之間)的漫游主要需解決的是技術(shù)問題(當然,若發(fā)生在不同的運營商之間,也有利益協(xié)調(diào)問題)。這些技術(shù)問題主要有:在網(wǎng)絡(luò)后臺實現(xiàn)漫游控制和計費的軟件、相關(guān)的網(wǎng)關(guān),在用戶終端上集成多種無線通信功能的多模芯片,以及在不同網(wǎng)絡(luò)下實現(xiàn)自動切換的通信軟件等等。在解決這些技術(shù)問題的過程中,業(yè)界很可能將同樣面臨標準化的考驗。

在WLAN與WWAN的整合過程中,業(yè)界的設(shè)備廠商和運營商已展開小范圍的合作,并推出各自的方案,其中有北電、Cisco、朗訊和IBM等。北電和運營商級WLAN解決方案的主要供應商Mobility Network之間的合作具有代表性:提供支持GSM、CDMA、GRPS及UMTS的運營商采用SIM和RADIUS技術(shù)將WLAN集成到其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務平臺中的全面解決方案。

至于WLAN與3G的融合,3GPP等移動通信標準化組織也已開始著手討論和制定標準的工作,并建議了3G與WLAN融合的6種不同融合程度的互操作情景模式:統(tǒng)一計費和用戶管理、基于3GPP系統(tǒng)的WLAN接入控制和計費、WLAN接入3GPP標準分組域業(yè)務、業(yè)務一致性和連續(xù)性、無縫的分組域業(yè)務切換、WLAN接入3GPP標準電路域業(yè)務。

在用戶的移動接入終端方面,業(yè)界廠商有了更多的響應,以TI為代表的傳統(tǒng)移動芯片制造商、以Nokia為代表的手機廠商以及最新進軍手機芯片領(lǐng)域的Intel等公司,已相繼了一批集成2G/2.5G和Wi-Fi技術(shù)的雙?;蚨嗄P酒?,并且已有采用這些芯片的智能手機和掌上電腦等手持設(shè)備問世,預計不久也將會推廣到3G手機。而Intel最近透露其正在研究一種稱之為“通用通信器”(Universal Communicator)的技術(shù),它能夠無縫透明地連接到多種網(wǎng)絡(luò)。未來與此類似的軟件無線電技術(shù)將在網(wǎng)間漫游中起到關(guān)鍵作用。

自由計算

浮出水面的64位桌面計算

從蘋果G5到AMD的Athlon 64,64位桌面計算浮出水面。

關(guān)于64位桌面計算的是非和前景,全球各實驗室不同的測試結(jié)論以及分析家們的爭論已經(jīng)讓人們覺得一頭霧水。人們到底要不要采用64位桌面系統(tǒng)?64位桌面技術(shù)到底會走向何方?

微軟這次沒有像32位時代那樣扯后腿,將于2004年第一季度Windows XP 64位版支持Athlon 64。HP這樣的PC大廠也旗幟鮮明地站出來支持Athlon 64??磥恚珹thlon 64不會擲地無聲,市場中有相應需求,64位桌面計算技術(shù)可以起航了。

然而,真正需要64位桌面計算的還不是主流市場。短期看,64位桌面計算的優(yōu)勢主要在于支持4GB以上大容量內(nèi)存,而主流計算未來幾年的內(nèi)存需求在2GB以下。長期看,64位計算的性能優(yōu)勢在幾年之內(nèi)還很難體現(xiàn),主要是操作系統(tǒng)之上的應用程序還不能發(fā)揮出64位計算的優(yōu)勢,應用程序的遷移過程至少需要2年,因此現(xiàn)在的很多評測數(shù)據(jù)都不能很好地體現(xiàn)64位計算的優(yōu)勢。64位桌面上還有2個現(xiàn)實的障礙,就是運行64位操作系統(tǒng)的用戶可能面臨很多設(shè)備找不到驅(qū)動程序,而且現(xiàn)在為數(shù)不少的16位程序都不能在64位操作系統(tǒng)上運行。

Athlon 64提前上路,直接的經(jīng)濟效益不一定會多好,但是會成為桌面64位應用程序開發(fā)的硬件參考平臺,也就是說,未來的64位桌面應用在AMD的PC上可能運行得更好、更快。這使AMD有機會獲得未來競爭的優(yōu)勢。

超前一步的是技術(shù)先驅(qū),超前兩步的可能就是技術(shù)先烈,AMD兩種可能都有。不過,任何技術(shù)的發(fā)展都是需要先驅(qū)或先烈的,64位桌面計算總算浮出了水面,并且最終的成功是大勢所趨,差異只是在于人們需要等待3年還是等待5年。所以人們還是應該感謝AMD,它給了人們期待的權(quán)利。

PC I/O技術(shù)全面轉(zhuǎn)向串行

隨著USB 2.0設(shè)備的完全普及、S-ATA硬盤市場的啟動、Intel等業(yè)界主導廠商對PCI Express產(chǎn)品計劃的明確,PC的各類I/O技術(shù)已全面呈現(xiàn)出由并行轉(zhuǎn)向串行的大趨勢。

讓設(shè)備提供更高的數(shù)據(jù)帶寬和數(shù)據(jù)容量,是計算和通信行業(yè)始終堅持的一個重要發(fā)展方向,而PC中的數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)的技術(shù)更新成為這一發(fā)展的核心。當前的PC I/O技術(shù)正處于由過去的并行數(shù)據(jù)總線轉(zhuǎn)為新型的串行總線的關(guān)鍵時期。

在突破1Gbps以上的數(shù)據(jù)帶寬上,并行I/O技術(shù)達到了物理極限,無法繼續(xù)提供可靠、經(jīng)濟的高速信號傳輸能力。而相比之下,基于串行技術(shù)的I/O設(shè)計除了能夠提供更高的性能以外,還能降低成本,因為它使用的器件引腳少、電路板空間要求小、PCB板層數(shù)少、PCB布線更容易并且接插件也較少。串行I/O還具有減輕EMI、提高抗噪聲能力等優(yōu)勢。因此,業(yè)界分析家普遍認為,串行I/O全面取代并行技術(shù)的浪潮是勢不可擋的。

USB是PC中應用較早的串行技術(shù),其1.1版以熱插拔、較高的速率等特性迅速獲得了成功;得益于1.1版的雄厚應用基礎(chǔ),新版的USB 2.0也得到很快的發(fā)展,基本上已將同其競爭的另一串行I/O――IEEE 1394擊?。壳爸灰娪贒V等少數(shù)類型的設(shè)備上),在PC、移動存儲和掃描儀等影像輸入產(chǎn)品中基本成為主流。

S-ATA硬盤雖然與市場主流地位尚有一定距離,但幾大主要硬盤廠商(邁拓、希捷和西部數(shù)據(jù)等)都有相關(guān)的產(chǎn)品上市,并且在價格上越來越接近IDE硬盤,技術(shù)的完善也在不斷提升著此類產(chǎn)品的性能(例如希捷新開發(fā)的專用芯片支持硬盤控制器和接口層的連接,可提供S-ATA全速串行)。

在2003年的秋季IDF上,Intel宣布了首款采用PCI Express的芯片產(chǎn)品,同時公布了對相關(guān)產(chǎn)品的新發(fā)展計劃。其中,Intel的下一代服務器芯片組“Lindenhurst”和工作站用芯片組“Tumwater”以及下一代PC芯片組都采用了PCI Express技術(shù),并且2004年將有采用該技術(shù)的以太網(wǎng)控制器、I/O處理器、網(wǎng)橋以及主板等產(chǎn)品面世。此外,Intel還制定了與合作伙伴共推PCI Express的計劃,由此可以預見,這一串行技術(shù)將在2004年的市場上嶄露頭角。

PCI Express是影響更為深遠的一項串行I/O技術(shù),除了PC之外的服務器、網(wǎng)絡(luò)和通信等設(shè)備都將從中得到性能的大幅提升。甚至PCMCIA組織也已制定了基于PCI Express和USB 2.0技術(shù)的新一代PC卡標準――ExpressCard,以圖取代歷史悠久的傳統(tǒng)PC卡技術(shù)。

便攜設(shè)備繼續(xù)輕薄

要在未來實現(xiàn)隨時隨地的計算這一夢想,除了要搭建覆蓋全球的、具有高可用性的各類有線或無線網(wǎng)絡(luò)以外,接入網(wǎng)絡(luò)的移動計算終端設(shè)備還需要有高度的可移動性。業(yè)內(nèi)的許多技術(shù)發(fā)展都可歸結(jié)為這個方向。

我們在此處所指的可移動性具有更廣泛的含義,除了指終端設(shè)備在尺寸和重量上的縮減與計算性能上達到有效平衡之外,還包括更高的功能集成度(無線接入、存儲、音視頻通信等)、更長的電池“續(xù)航”時間、在各種特殊的移動環(huán)境下具有更好的易用性的設(shè)計,甚至引伸自軍用計算設(shè)備的Rugged Computing(耐環(huán)境計算,例如防摔、防震、防水、防懸殊溫差)設(shè)計概念和相關(guān)技術(shù)等等。

就目前的主要移動終端――筆記本電腦而言,小型化依然是主流發(fā)展方向之一。這首先得益于設(shè)計工藝上的進步,例如:大規(guī)模集成電路的發(fā)展和0.25μm蝕刻技術(shù)的實現(xiàn),使體積更小的更多芯片集成在主板上;光電技術(shù)和芯片總線設(shè)計能力的提高,使CPU及其他芯片的工作電壓、功耗及發(fā)熱量持續(xù)降低,為散熱空間的縮小解除顧慮;優(yōu)化的總線設(shè)計縮小主板所需的空間等等。其次,先進的CPU及封裝工藝,使筆記本電腦的各部件持續(xù)得以瘦身,例如Intel的440MX芯片組和Micro PGA封裝技術(shù)等;此外,還有LCD的厚度進一步降低,超薄光驅(qū)得到普遍采用等等。

Intel的迅馳技術(shù),是增強筆記本電腦可移動性的集中體現(xiàn):整合Wi-Fi無線通信功能、降低電源功耗、縮小芯片尺寸、以更低的散熱量為內(nèi)部空間的緊湊提供前提等等。即將問世的下一代迅馳Sonama有望再次提升可移動性。

在增加電池的“續(xù)航”能力方面,除了迅馳的一系列節(jié)能措施所取得的重大突破以外,Intel還將推出可動態(tài)調(diào)整顯示屏(耗電“大戶”)亮度的Intel 855GME芯片組,有望在節(jié)能上再次突破;而Toshiba、NEC等公司在可商業(yè)化的燃料電池上最近取得的進展,則為移動計算電力的持續(xù)性取得質(zhì)的飛躍帶來了新曙光。

平板電腦兼具掌上電腦的手寫輸入特性和筆記本電腦較高的計算性能,也是追求計算性能與可移動性達到平衡的另一個技術(shù)熱點。對未來主流的其他移動終端設(shè)備――掌上電腦(或智能手機)而言,增強可移動性的重點不是體積和重量的小型化,而是性能的大幅提升和功能的高度整合(主要是計算、通信、存儲三大功能的整合,還有攝影攝像、音視頻處理等移動多媒體功能等),以及移動環(huán)境下可用性的改善(例如語音輸入技術(shù)和OLED等新一代顯屏技術(shù)的應用)。人們可以期待的是,本世紀末掌上電腦的性能將達到現(xiàn)在主流筆記本電腦的水平。

PC的人本主義設(shè)計風潮

科技發(fā)展至今,“以人為本”的呼聲開始貫穿各行各業(yè),在IT行業(yè)的PC及周邊設(shè)備的設(shè)計中正越來越得到重視和體現(xiàn)。其中主要有各種設(shè)備的人體工程學設(shè)計、方便易用并越來越具人性化的人機交互界面設(shè)計、美觀時尚的外形工藝設(shè)計、健康環(huán)保的“綠色”電子產(chǎn)品等等。

人體工程學旨在使產(chǎn)品的設(shè)計能夠支持、解放和擴展人的腦力勞動,并在最大程度上實現(xiàn)人的舒適度以及保護人的健康。在PC中,這方面的設(shè)計思想目前集中體現(xiàn)在鍵盤(托盤和特殊造型)、鼠標(垂直鼠標和特殊造型)等輸入產(chǎn)品和顯示器(旋轉(zhuǎn)或升降)等輸出部件。在周邊設(shè)備中,數(shù)碼相機越來越舒適的手柄設(shè)計和越來越合理的按鈕設(shè)計布局等等也是人體工學設(shè)計得以重視的體現(xiàn)。未來的可穿戴PC,更是離不開對人體工學的深入研究和應用。

以往的人機界面設(shè)計注重把握自然科學的認識和手段,比較忽視人文科學觀念與思想。而在目前的知識經(jīng)濟時代,在滿足了物質(zhì)需求的情況下,人們追求自身個性的發(fā)展和情感訴求,并需要身邊的科技產(chǎn)品以非常親和的界面完全融入生活當中。因此,針對PC和其他數(shù)字產(chǎn)品的人機界面,正向以功能性為基礎(chǔ)、環(huán)境性為前提、情感性為重心的設(shè)計目標靠攏。在多通道用戶界面的概念指導下,PC等數(shù)字產(chǎn)品將突破傳統(tǒng)的鍵盤、鼠標和手寫等輸入方式,逐漸實現(xiàn)自然語言接口、人機協(xié)同工作、眼動跟蹤、姿勢識別、三維輸入、表情識別和聽覺界面等等。目前業(yè)界已有形形的原型產(chǎn)品,甚至有的已進入初步應用階段。

數(shù)字產(chǎn)品的外形工藝設(shè)計,尤其在個人和家用的消費類電子產(chǎn)品中得以普遍體現(xiàn),并在產(chǎn)品的整個價值構(gòu)成中占據(jù)越來越高的比重。從家用臺式PC、消費型筆記本電腦整機到LCD顯示器、移動存儲等部件,再到數(shù)碼相機、MP3播放器等娛樂設(shè)備,在工藝設(shè)計的創(chuàng)新上人們擁有更大的想像和發(fā)展空間。

健康、環(huán)保的意識終究將在IT行業(yè)得到重視,其中主要涉及到電子產(chǎn)品材料的無污染回收、電子設(shè)備使用過程中的電磁輻射控制等等。對此,有些國家已有了相關(guān)的法規(guī);而在技術(shù)上將出現(xiàn)LCD最終取代CRT顯示設(shè)備,以可降解的自然材料制作的“綠色”光盤取代塑料光盤等類似進展。

以人為本、健康環(huán)保將成為本世紀IT技術(shù)發(fā)展的一個主旋律。

計算融合通信

計算融合通信,實際上是早已悄然發(fā)生了的事實――幾年前開始迅速普及的互聯(lián)網(wǎng),作為一種全新的通信手段,可以將分布在全球的每立的計算設(shè)備連接起來,這可謂是計算與通信在產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和應用上由過去的相對獨立走向融合的宏觀開端。告別了模擬時代,通信也完全走向了“0”與“1”的數(shù)字化,在概念上與計算之間的界限將越來越模糊;未來,計算和通信無處不在,并且相互密不可分,屆時計算與通信有可能完全融入廣義上的“計算”大范疇。

計算和通信融合的概念最近被明晰和強化出來,主要歸結(jié)于正在將傳統(tǒng)的計算芯片(CPU)業(yè)務積極擴張向通信芯片領(lǐng)域的Intel公司。Intel基于計算和通信產(chǎn)業(yè)繼續(xù)走向宏觀融合的大趨勢,認為在芯片層次上二者的微觀融合涉及到核心技術(shù)的進展,是促進最終宏觀融合的重要推動力。

在最近連續(xù)幾屆的春秋季IDF上,Intel不斷以這一融合趨勢為主題,對外公布其相關(guān)的技術(shù)進展,已實現(xiàn)市場化的典型代表就是移動計算設(shè)備內(nèi)的整合芯片――從集成Wi-Fi無線通信功能和高速計算能力的Centrino筆記本電腦平臺,到集成了手機通話、掌上電腦計算、Wi-Fi無線接入和存儲功能的PXA800F手持設(shè)備處理器等等。這些處理器將計算與通信功能緊密整合起來,讓這兩種功能從此出現(xiàn)在同一終端設(shè)備上,使數(shù)字信息技術(shù)的廣大使用者真正感受到二者融合所產(chǎn)生的今非昔比的巨大便利。

Intel已經(jīng)就Centrino和PXA800F宣布了下一代產(chǎn)品,其代號分別為Sonoma(集成802.11a/b/g多模無線通信功能和全新Alviso芯片組,并支持PCI Express、S-ATA等新工業(yè)標準)和Bulverde(引入桌面計算領(lǐng)域的節(jié)能技術(shù)Intel SpeedStep、集成快速拍照功能并采用MMX多媒體指令技術(shù)等),它們將把Intel的計算與通信融合戰(zhàn)略推向一個新高度。

需要說明的是,除了以明確的主題進行戰(zhàn)略推廣的Intel以外,包括Intel的直接競爭對手在內(nèi)的許多業(yè)界大廠商正在做的一些努力,其實都已趟入計算與通信融合的大潮。例如在手持設(shè)備處理器領(lǐng)域,Motorola的“龍珠”系列最新產(chǎn)品i.MX等等,便是整合了計算與通信功能的競爭性產(chǎn)品。此外,操作系統(tǒng)軟件(例如支持GSM/GPRS或CDMA等語音通信功能的Pocket PC Mobile 2003、SmartPhone)、應用軟件(例如整合了文字、視頻、語音聊天等多種通信功能的各類即時通信軟件,基于WLAN的IP語音軟件等)、相關(guān)的運營和內(nèi)容服務等方面的發(fā)展,與芯片層次的“微觀融合”形成相輔相成之勢。

走向開放的服務器技術(shù)

Itanium系列處理器從2003年開始與64位RISC處理器正面交鋒,并在TPC-C榜上挫敗了IBM為首的一系列RISC廠商,標志著高端服務器產(chǎn)品邁出了走向開放的第一步。走向開放的高端服務器將是平民化的,將帶給這個世界更加廉價的強勁發(fā)展動能。此后,開放服務器在技術(shù)上還有很長的路要走。

以Intel為代表的開放服務器處理器還要在性能上繼續(xù)提升。人們不要忘記,HP Integrity Superdome是攜64顆Itanium 2才挫敗32顆Power 4+的IBM P690,原因在于Power 4+采用了雙核設(shè)計。未來Itanium系列的Tunglewood和Xeon系列的Tulsa都將走上多核的技術(shù)發(fā)展道路。多核技術(shù)除了提升運算性能外,還可以簡化服務器架構(gòu)技術(shù),達到弱化I/O瓶頸的目的。據(jù)悉,2005年之后面世的Tunglewood將是現(xiàn)在最新Itanium 2性能的7倍,由此我們可以想像數(shù)年之后的服務器性能是什么樣的。

當然,I/O瓶頸問題也必須解決。無論是HP的Alpha系列、IBM的Power系列、還是AMD的Opteron,都已經(jīng)在處理器內(nèi)部集成了強大的I/O功能,包括內(nèi)存控制器、I/O總線接口、處理器互連接口。尤其Opteron,其較好的性能測試結(jié)果往往被歸功于64位計算,其實更多的是得益于其強大的I/O功能。Itanium系列和Xeon系列遲早會走上這條發(fā)展道路,只不過在協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)下游廠商時會多一點兒微不足道的困難。

真正有經(jīng)濟和技術(shù)雙重實力與開放服務器技術(shù)一較長短的似乎也只剩下IBM了。預計2006年的Power 6處理器揭示了IBM的技術(shù)走向:Power 6將成為目前IBM p、i、z三個系列的通用處理器。這意味著,IBM要統(tǒng)一自己的服務器世界。不過,IBM通過Linux把自己的服務器世界與開放服務器世界相聯(lián)接。IBM甚至認為,在未來的Power系列處理器上運行Windows也不無可能。

看來,人們在本世紀末真的要迎來一個開放、廉價而且動力澎湃的服務器世界了。

快樂生活

面向多媒體的家庭網(wǎng)絡(luò)

隨著數(shù)字信息技術(shù)越來越突破傳統(tǒng)商用局限,以及消費電子產(chǎn)品本身的普遍數(shù)字化,家庭中正出現(xiàn)越來越多的以娛樂為中心的數(shù)字設(shè)備,以及數(shù)字化的家電產(chǎn)品。將這些設(shè)備以有線或無線方式連接成家庭內(nèi)部局域網(wǎng),以實現(xiàn)內(nèi)容或互聯(lián)網(wǎng)接入共享,或?qū)崿F(xiàn)方便的相互控制等功能,便是業(yè)界正在構(gòu)想并努力的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)概念。

未來的家庭網(wǎng)絡(luò)究竟是如何情形?業(yè)界正在技術(shù)研發(fā)、標準爭執(zhí)、市場推廣和概念設(shè)計過程中進行著探索。從目前來分析,家庭網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)三個階段的發(fā)展:首先是當前以PC為中心的家庭局域網(wǎng),主要應用是幾臺計算終端交換數(shù)據(jù)和共享互聯(lián)網(wǎng)接入;接下來,隨著家庭中的音視頻媒體播放、游戲機等娛樂設(shè)備開始具有網(wǎng)絡(luò)接入能力(Wi-Fi、UWB等無線方式或傳統(tǒng)有線方式),以及媒體適配器或家庭服務器的標準化定型,家庭網(wǎng)絡(luò)將展開以媒體為中心的主流應用,例如客廳里的音響設(shè)備通過Wi-Fi無線連接來播放書房里PC上存儲的MP3音樂,或數(shù)字電視接收的節(jié)目內(nèi)容傳送到PC上進行編輯和保存等;在更遠的未來,通過家庭網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)的家庭網(wǎng)絡(luò),將可以進入遠程控制應用階段,人們對此的構(gòu)想是:在下班的路上通過手機遙控提前打開空調(diào),在辦公室的PC上了解家中電冰箱里的食品還剩多少等等;此外,還將利用PC資源實現(xiàn)諸如加強家庭安全系統(tǒng)等自動化功能。

當前業(yè)界廠商普遍朝著以媒體應用為中心的家庭網(wǎng)絡(luò)努力,并已有許多廠商率先推出了自己的原型產(chǎn)品(集中體現(xiàn)在家庭服務器的競爭上,例如Sony的“Cocoon”、Sharp的“個人服務器”、Toshiba的“TransCube 10”、NEC的“Dot Gate”以及LG的網(wǎng)絡(luò)冰箱服務器等),這些產(chǎn)品在概念設(shè)計上可謂五花八門,并且缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等標準進行規(guī)范。所以,行業(yè)規(guī)范的開發(fā),對于在家庭網(wǎng)絡(luò)的多臺設(shè)備上方便地共享媒體內(nèi)容成為目前突破的關(guān)鍵。對此,2003年6月份,由17家來自全球的知名廠商發(fā)起成立了數(shù)字家庭工作組(簡稱DHWG),其中包括Intel、Microsoft、IBM、HP、Nokia、Sony、Sharp、Panasonic和Fujitsu等。DHWG將利用現(xiàn)有的開放行業(yè)標準(例如互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議和Wi-Fi規(guī)范等),來促進各廠商產(chǎn)品之間的互通性,這無疑為處于一團迷霧的家庭網(wǎng)絡(luò)市場樹起了航標。此外,類似的組織還有家庭互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IHA),它也得到了IBM、HP、Motorola和Sun等產(chǎn)業(yè)巨頭的加盟。

業(yè)界對家庭網(wǎng)絡(luò)市場的增長普遍比較樂觀,某權(quán)威市場研究機構(gòu)甚至預計,今后5年之內(nèi)全球的家庭網(wǎng)絡(luò)市場規(guī)模將從當前的18億美元增長至53億美元,其中媒體網(wǎng)絡(luò)市場在整個家庭網(wǎng)絡(luò)市場中的比例將會從當前的6%增長至49%。

大屏幕顯示競妖嬈

顯示技術(shù)被認為是決定未來IT發(fā)展的三大基礎(chǔ)技術(shù)之一,顯示器廠商更是宣揚“未來IT將以顯示為中心”,而大屏幕顯示技術(shù)則是未來顯示技術(shù)的重中之重。高清晰度數(shù)字電視、數(shù)字家庭、多媒體中心這些夢想的實現(xiàn)在很大程度上都將取決于大屏幕顯示技術(shù)的發(fā)展。

投影機、等離子顯示器(PDP)、液晶顯示器(LCD)是目前大屏幕產(chǎn)品的3大主流技術(shù),3種技術(shù)互有短長、三足鼎立。哪種技術(shù)將勝出并進入我們的未來生活呢?

從目前的價格來看,PDP和LCD技術(shù)的大屏幕成本過高,投影技術(shù)相對容易接受。投影技術(shù)有前投和背投2種方式。現(xiàn)在紅紅火火的背投電視由于可視角度、亮度、對比度、清晰度和體積結(jié)構(gòu)等方面固有技術(shù)缺陷的存在,其未來的發(fā)展之路不會很長。相對于背投機,投影機的發(fā)展已經(jīng)徹底完成了一次全面技術(shù)換代――CRT技術(shù)退出,LCD技術(shù)和DLP技術(shù)成為主流,前景光明。

PDP絕不是某些LCD廠商預言的“只是一種過渡性技術(shù)”,具有很多明顯的技術(shù)優(yōu)勢,然而壽命問題也不容回避,前景還不明朗。

LCD技術(shù)在大屏幕顯示領(lǐng)域還處于蹣跚學步階段,在亮度、對比度、響應時間和視角方面比較薄弱。提高亮度、降低響應時間、提高視角成了未來幾年LCD技術(shù)發(fā)展的重點。不過隨著第5代和第6代LCD生產(chǎn)線在這2年相繼投產(chǎn),大屏幕LCD的成本降低頗具潛力。

OLED(有機電致發(fā)光二極管)技術(shù)被認為可能是未來LCD技術(shù)的替代者。OLED不僅在顯示效果上超過LCD,在降低加工成本方面的潛力極其可觀的。除了對材料和工藝方面的要求比LCD低近1/3外,OLED的加工工藝也比LCD簡單。目前影響OLED技術(shù)發(fā)展的最大障礙是其壽命問題,目前只能達到5000小時。不過由于前景被眾多研究機構(gòu)和廠商看好,OLED的技術(shù)突破還是可以期待的。

FED(場發(fā)射顯示) 技術(shù)也是被許多廠商看好的另一種未來大屏幕顯示技術(shù)。該技術(shù)的顯示原理類似于CRT,只是FED中的陰極射線管被場發(fā)射陣列平面陰極代替,實現(xiàn)了平面顯示。FED在每個像素點后面不到3mm處都放置了成千上萬個極小的電子發(fā)射器,在實現(xiàn)了平板顯示器的輕薄結(jié)構(gòu)的同時卻繼承了CRT的高性能,可以實現(xiàn)高亮度、高響應速度、真彩色、寬視野,性能優(yōu)勢是目前的幾種平板顯示技術(shù)所無法比擬的。

大屏幕顯示技術(shù)的未來誰能勝出,目前還不明朗,但我們相信,未來將是一個精彩的大屏“視”界。

個人存儲新格局

個人存儲產(chǎn)品早已涵蓋了光、磁和半導體這三大類存儲技術(shù)。在未來,它們普遍的發(fā)展趨勢將會是存儲密度的持續(xù)提升、成本的持續(xù)下降,以及物理尺寸的進一步減小等等。

其中,個人磁存儲設(shè)備的代表――移動硬盤主要將隨著整個硬盤工業(yè)的發(fā)展而在容量上得到同步增長。各類半導體存儲產(chǎn)品――無論是閃存盤還是數(shù)碼設(shè)備中的存儲卡,都將在摩爾定律支配下實現(xiàn)容量的不斷躍升,近一兩年內(nèi)1GB甚至2GB的相關(guān)產(chǎn)品大量問世并依次成為主流。此外,諸如SD、xD-Picture、Memory Stick Duo等新一代的小型存儲卡,將得到更多設(shè)備的支持,加快對CF、SM等傳統(tǒng)存儲卡的市場蠶食過程。常規(guī)的數(shù)據(jù)存儲功能與MP3、數(shù)碼錄音等功能的整合,也是半導體存儲產(chǎn)品已漸露端倪的發(fā)展趨勢。

光存儲具有廉價、靈活、通用和高容量等特點,是長期以來個人使用者接觸得最多的存儲形式。傳統(tǒng)的各類光存儲設(shè)備中,DVD-ROM取代CD-ROM已成現(xiàn)實,CD-RW、DVD-ROM及這兩類設(shè)備的整合型――Combo,將會在DVD刻錄成為主流之前還有一段時間的輝煌期。DVD刻錄機是高度整合的產(chǎn)品,幾乎將傳統(tǒng)光存儲的所有功能涵蓋殆盡,因此隨著驅(qū)動器和盤片成本的急劇下降,以及標準爭議的漸趨緩解(“Dual”型雙格式兼容產(chǎn)品大量出現(xiàn),DVD+RW略勝一籌),其入主主流指日可待。

傳統(tǒng)的DVD刻錄并不是光存儲發(fā)展的盡頭,在其尚未普及之前已產(chǎn)生了繼承者――藍光DVD。藍光DVD與當前DVD技術(shù)的最明顯區(qū)別,在于前者采用波長為450nm的藍紫色激光,通過廣角鏡頭上比率為0.85的數(shù)字光圈,將聚焦的光點尺寸縮到更小程度;而后者采用650nm的紅色激光和數(shù)字光圈為0.6的聚焦鏡頭,這使得藍光DVD在存儲單元尺寸、軌道間距等方面同時超越了紅光DVD技術(shù),結(jié)果便是存儲容量翻越了6倍以上(紅光DVD盤片單面單層4.7GB;藍光DVD盤片單面單層27GB)。

若放眼未來的市場需求和應用,不可小視這一容量超越,高清晰度的數(shù)字電視節(jié)目內(nèi)容便是藍光DVD施展拳腳的首要領(lǐng)域,Sony、Toshiba等廠商已先后展示了自己的藍光DVD存儲系統(tǒng)。此外,更高的密度為光存儲走向移動設(shè)備提供了更大可能性,Philips已展示了盤片直徑只有3cm、存儲容量高達1GB、驅(qū)動器長寬只有5.6cm和3.4cm的藍光DVD原型產(chǎn)品。

其他熱點

智能識別

2004年1月,北京市政府將開始發(fā)放具有指紋信息、虹膜特征等生物識別功能的市民卡。從2004年10月開始,目前免簽進入美國的歐安成員國必須在其公民護照上采用生物識別技術(shù),才能繼續(xù)享受免簽待遇……還沒全面成熟的生物識別技術(shù)在明年就將被人們迫不及待地推上馬了。

比爾?蓋茨斷言,利用人的生理特征,例如指紋、虹膜等來識別個人身份的生物識別技術(shù),將成為今后幾年IT產(chǎn)業(yè)的重要革新,市場潛力巨大。有機構(gòu)統(tǒng)計,到2005年生物識別市場收入有望達到19億美元。

與生物識別同樣重要的還有手寫識別、語音識別,這些智能識別技術(shù)都已經(jīng)能夠進入實用化,并從改變?nèi)藱C交互界面開始,一直滲透到人們的工作、生活和娛樂中。

未來鍵盤鼠標可能被手寫筆替代,而人們主要的輸入方式是聲音。人們可以用語音讓計算機在互聯(lián)網(wǎng)上檢索天氣預報、股票價格等信息,計算機通過語音的方式告訴你結(jié)果。由于計算機可以識別你的聲音等特征,你可以讓它不聽別人的指揮。

這樣的理想還需要智能識別技術(shù)繼續(xù)發(fā)展提高。

在生物識別方面,目前只有指紋識別很少發(fā)生拒識和誤識,在信號采集、特征提取算法、匹配算法三個環(huán)節(jié)上都比較成熟。人像,虹膜和聲紋識別等都沒有在三個環(huán)節(jié)上全部過關(guān)。

在語音識別上,在理想環(huán)境下英語的識別率已經(jīng)達到了驚人的95%。相比較,漢語識別率還相對較低。語音識別目前研究的重點在剝離背景噪聲、方言識別等方面。語音識別目前與口型識別相結(jié)合,有望取得突破。

在手寫識別上,相對簡單的字母文字已經(jīng)完全過關(guān),中文識別的重點和難點在連筆、倒插筆等方面,目前這方面漢王公司已經(jīng)取得了突破性成果。

不斷進步的智能識別技術(shù)將使整個IT世界變得越來越人性化。

延續(xù)摩爾定律――半導體生產(chǎn)工藝的發(fā)展

半導體制造工藝的變革是最終用戶無法看到的,但半導體制造技術(shù)卻往往是決定IT產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品性能和價格的最重要因素。

按照摩爾定律,芯片上的晶體管數(shù)量每2年翻一番。自從1965年首次提出摩爾定律以來,摩爾定律一直是電子和計算機領(lǐng)域的指導方針。

半導體制程逐年升級,從2001年的130nm生產(chǎn)工藝到2003年的90nm生產(chǎn)工藝,平均每2年就要上一個臺階,2005年的65nm工藝也近在眼前。此后在業(yè)界可以預見的范圍內(nèi),45nm、32nm、22nm的生產(chǎn)工藝繼續(xù)以這個速度推演到2011年。

制程技術(shù)提升后,漏電流成為技術(shù)難題。以Intel高端處理器為例,其漏電率高達40%,可以說漏電流問題已經(jīng)成為微處理器升級到納米技術(shù)后的最大障礙。為解決漏電問題,絕緣硅、硅鍺材料先后被IBM、Intel、AMD等廠商采用。今后,不斷研發(fā)出的新材料將會改善半導體漏電問題。

在半導體制造材料上,另有一種完全創(chuàng)新的思路:塑料。貝爾實驗室和施樂研究中心的科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了用有機材料而不是硅來構(gòu)造電子設(shè)備的一些方法。未來廠商們將能夠在柔軟的塑料上構(gòu)造電子設(shè)備了,這些塑料設(shè)備比基于硅晶體管的設(shè)備更便宜,而且可以把電子設(shè)備與服裝等日用品無縫整合。盡管現(xiàn)在看來塑料芯片的年代依然遙遠,但是在OLED、電子紙走進現(xiàn)實之后,塑料芯片的時代或許就為期不遠了,因為它們都采用類似于噴墨打印的方式進行印刷制造。

多極晶體管技術(shù)也是未來半導體制造技術(shù)的熱點。目前每個晶體管只有一個電門,未來的晶體管將具有2~3個電門,增加了電流的控制能力。AMD、IBM、Intel等公司都在進行類似研究。從2005年65nm生產(chǎn)工藝開始,Intel就已經(jīng)準備實施三門晶體管技術(shù)。

3D芯片技術(shù)是IBM率先公布的一項未來半導體制造技術(shù)?,F(xiàn)在芯片中的晶體管都是單層鋪設(shè),而未來則會封裝2~3層晶體管。這種封裝工藝不僅可以提高單一芯片內(nèi)的晶體管數(shù)量,而且可以把不同功能的芯片封裝在一起構(gòu)成完整系統(tǒng)。

不斷提升的半導體生產(chǎn)制造工藝不僅使IT產(chǎn)品性能不斷提高,在目前很多產(chǎn)品性能已經(jīng)達到或超過普通大眾需求的前提下,半導體制造工藝的使命已經(jīng)部分轉(zhuǎn)向了降低產(chǎn)品成本,使人們的IT消費更輕松、更趨多元化,讓IT技術(shù)帶給人們更多快樂生活。

第三代互聯(lián)網(wǎng)――網(wǎng)格

網(wǎng)格這兩個字似乎使人們覺得很深奧,其實網(wǎng)格只是新一代分布式計算的代名詞,它擴展了開放式集群平臺的概念,支持的計算設(shè)備從服務器擴展到了PC,并可通過互聯(lián)網(wǎng)擴展到全球任何一個角落。

第三代互聯(lián)網(wǎng)將基于網(wǎng)格,互聯(lián)網(wǎng)分布式計算這種綜合性的網(wǎng)格技術(shù)將在未來幾年浮出水面,它將使全球數(shù)以百萬計的系統(tǒng)作為一個巨大無比的計算資源來運行,并允許遍布全球的用戶靈活地進行高性能計算。特別是把大量客戶機作為網(wǎng)格的入口并開發(fā)開放的標準,任何組織都可以對臺式機、集群或大型SMP系統(tǒng)上的閑置計算資源加以利用,任何人都可以把自己閑置的計算資源貢獻給自己熱愛和支持的公益事業(yè)和科研事業(yè),人們也可以利用公共網(wǎng)格提供的資源進行目前難以想像的復雜計算。

除了互聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)格計算也可用于企業(yè),不過并不是說企業(yè)計算要全部轉(zhuǎn)到網(wǎng)格上,至少現(xiàn)在我們還看不到這種跡象。只有對計算和存儲資源有巨大需求的企業(yè)才真正有意義在網(wǎng)格的架構(gòu)上建立信息系統(tǒng)。對于多數(shù)企業(yè)來講,實現(xiàn)虛擬化存儲的數(shù)據(jù)網(wǎng)格似乎更有意義,具有強大計算能力的企業(yè)網(wǎng)格只對少數(shù)需要密集計算、科學研究的企業(yè)有價值。

基于開放標準的網(wǎng)格計算還需要數(shù)年時間才可能大規(guī)模實施。首先面臨的問題是標準化。盡管在核心技術(shù)上,由美國阿崗(Argonne)國家實驗室、美國12所大學和機構(gòu)合作開發(fā)的Globus Toolkit已成為網(wǎng)格計算事實上的標準,但全面的標準化還有待時日。其次,實現(xiàn)高效的網(wǎng)格計算,互聯(lián)網(wǎng)帶寬至少還需要提高10倍以上,并且需要寬帶接入達到普及水平。再次,安全問題必須解決,因為網(wǎng)格是以資源共享為核心的,如何避免各種資源被不當利用,安全還是個大問題。

目前,網(wǎng)格主要停留在科研機構(gòu)的高性能計算中,這里不需要期待標準。

片上系統(tǒng)給地球披上“電子皮膚”

Internet將向何處去?難道僅僅是網(wǎng)格嗎?不僅僅如此。另外一種重要預測是:將會產(chǎn)生比PC時代多成百上千倍的智能設(shè)備,這些智能設(shè)備體積都非常小,小得甚至看不見,它們將與各種物理信息、生物信息相連接,通過Internet自動、實時、方便、簡單地提供給需要這些信息的對象。這就是嵌入式Internet給我們描繪的未來。

確切講,嵌入式Internet技術(shù)是一種將嵌入式設(shè)備接入Internet的技術(shù),利用該技術(shù)可將Internet從PC機延伸到單片機,并實現(xiàn)基于Internet的遠程數(shù)據(jù)采集、遠程控制、自動報警、上傳/下載數(shù)據(jù)文件、自動發(fā)送信息等功能,大大擴展Internet的應用范圍。

將嵌入式系統(tǒng)與Internet結(jié)合起來的想法其實很早以前就有了,主要的困難在于,Internet上面的各種通信協(xié)議對于計算機存儲器、運算速度等的要求比較高,而嵌入式系統(tǒng)中除部分32位處理器以外,大量存在的是8位和16位MCU,支持TCP/IP 等 Internet協(xié)議將占用大量系統(tǒng)資源,或根本不可能。

隨著超微型嵌入式應用技術(shù)的不斷發(fā)展,以及半導體技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計方法的進步,在一個硅片上實現(xiàn)一個復雜的系統(tǒng)的時代已經(jīng)來臨,這種芯片稱之為“片上系統(tǒng)”(System On a Chip,簡稱為SOC)。SOC是基于平臺和模塊的芯片設(shè)計方式,它不僅將改變傳統(tǒng)的集成電路產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀,也使嵌入式Internet在經(jīng)濟性上成為可能。一些網(wǎng)絡(luò)研究機構(gòu)預測,將來在Internet上傳輸?shù)男畔⒅校瑢⒂谐^50%來自具有Internet連接能力的片上系統(tǒng)。