“邊界”這個(gè)詞很有意思，把兩個(gè)不同事物之間的界限劃分的很清晰。在IT領(lǐng)域，邊界的概念似乎更加重要。首先，很多IT定理或者IT演化規(guī)律都是在一定的邊界內(nèi)成立，所不同的是，這個(gè)邊界可能有大小之分。其次，IT企業(yè)都是在自己的邊界內(nèi)做事情，脫離這個(gè)邊界，業(yè)務(wù)邏輯和做事的規(guī)則可能就會(huì)發(fā)生變化。

回歸正題，今天我們重點(diǎn)講一下IT的邊界，更具體一點(diǎn)來說是兩個(gè)IT主體的邊界：硬件與軟件，芯片與算法。關(guān)于這兩個(gè)邊界的關(guān)系，本篇文章結(jié)合最近自己的一些所見所聞，做了進(jìn)一步思考，對(duì)其進(jìn)行了整理總結(jié)。需要說明的是，這篇文章的總結(jié)也只是根據(jù)自己目前的認(rèn)知范圍所寫，其實(shí)個(gè)人的認(rèn)知邊界也就決定了其所能達(dá)到的思考邊界（深度）。

1、硬件與軟件的邊界

我相信，即使對(duì)于非IT人士，在目前IT智能設(shè)備如此高滲透率的情況下，對(duì)硬件和軟件還是能夠分辨的清楚的。如果問硬件和軟件有什么區(qū)別？相信大部分人會(huì)說，硬件是我們能夠看得見摸得著的東西，軟件是看不見摸不著的。這可能是我們大部分人都能夠接受的、一種最為通俗淺顯的解釋了。

（1）硬件vs軟件：如何理解硬件與軟件的不同，我們可以分為幾個(gè)層次來理解。第一，最基本層面，硬件是物理裝置的集合（集成），軟件是指令和程序的集合。硬件和軟件基礎(chǔ)元素構(gòu)成的不同，形成了兩者較為明顯的邊界。這種邊界不是人為劃分的，而是天然形成的。畢竟兩者的運(yùn)行機(jī)理和邏輯存在較大的不同。第二，基于以上延伸，硬件是物理產(chǎn)品，軟件是邏輯產(chǎn)品。IT硬件是由原材料制作而成，而IT軟件體現(xiàn)的是一種目標(biāo)功能實(shí)現(xiàn)的思想和邏輯。第三，硬件是組裝邏輯，軟件是迭代邏輯。硬件的制作和更新基本是通過組裝拆解的方式來完成；而軟件的更新升級(jí)更多的是通過算法迭代來完成。這種邏輯的不同也就決定了兩者更新升級(jí)的周期不同，硬件升級(jí)的周期明顯比軟件要長。比如，蘋果公司發(fā)布的iPhone手機(jī)，手機(jī)硬件一年才更新一次；但我們會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)蘋果的iOS操作系統(tǒng)幾周就升級(jí)一個(gè)版本，昨天還是11.3版本，可能明天就推送11.4版本了。軟件升級(jí)迭代的速度要明顯快于硬件。

（2）硬件&軟件：硬件與軟件的結(jié)合。對(duì)于一個(gè)完整的IT產(chǎn)品而言，單獨(dú)硬件不能完成任務(wù)，單純的軟件也難以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)結(jié)果。因此，IT產(chǎn)品發(fā)揮作用需要硬件和軟件的結(jié)合：在硬件設(shè)備上去跑（運(yùn)行）相應(yīng)的軟件。這里的硬件與軟件雖然是結(jié)合的，但兩者之間仍存在較為明顯的邊界。兩者的關(guān)系更多是一種合作或者說結(jié)合（沒有相互滲透），而不是融合（相互滲透）。比如軟件中的嵌入式軟件就是軟硬件結(jié)合在一起。如果再通俗一點(diǎn)，我們使用的PC電腦和手機(jī)都是硬件與軟件的結(jié)合體。軟件需要硬件成為其運(yùn)行的載體，硬件需要軟件成為其功能實(shí)現(xiàn)的工具。

（3）硬件軟件：硬件與軟件邊界的“打破”。對(duì)于IT技術(shù)變革產(chǎn)生的潛在影響，我們經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生誤判。就像所說的，我們經(jīng)常會(huì)高估IT技術(shù)帶來的短期影響，而往往低估其帶來的長期影響。同樣，IT技術(shù)的演進(jìn)和迭代，使得硬件和軟件之間的邊界變得模糊。這種邊界模糊是否意味著：硬件和軟件突破自身規(guī)則限制，在邊界外做事情呢？我們認(rèn)為，與其說是邊界模糊，倒不如說是邊界的擴(kuò)大：IT技術(shù)變革擴(kuò)大了硬件和軟件的所觸達(dá)的業(yè)務(wù)邊界。對(duì)于以上觀點(diǎn)的理解，我們可以從幾個(gè)方面來進(jìn)一步闡述。

硬件與軟件的邏輯等價(jià)性：等價(jià)性，可以說也是一個(gè)非常重要的概念，不只對(duì)于IT領(lǐng)域，對(duì)于整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域更是如此。等價(jià)性可以將一個(gè)比較難的問題，轉(zhuǎn)化為幾個(gè)相對(duì)不是那么難的問題。對(duì)于解決問題的人來說，省的力氣可能是十倍、百倍。對(duì)于硬件與軟件邏輯的等價(jià)性，指的是同一邏輯功能既可以通過軟件，也可以通過硬件來實(shí)現(xiàn)，軟件和硬件在邏輯功能上是等效的。也就是說，硬件實(shí)現(xiàn)的邏輯功能可以通過軟件的模擬來完成，軟件實(shí)現(xiàn)的功能也可以通過硬件來完成，只不過會(huì)存在性能、成本和實(shí)現(xiàn)的難易程度上的差異而已。

軟件定義和重構(gòu)硬件：對(duì)于軟件定義硬件的說法和文章有很多，包括那句經(jīng)典的“軟件定義一切”，即SDX（Software Define Everything）。我們理解，軟件定義硬件的前提包括：第一，軟件與硬件的邏輯等價(jià)性原則，硬件的功能可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)；第二，軟件相比硬件所具有的優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)周期短，迭代速度快，可拓展性強(qiáng)。對(duì)于軟件對(duì)硬件的定義，我們可以找到很多例子，包括最近比較關(guān)注的超融合（雖然其已經(jīng)不是什么新鮮概念），其核心思想就是利用軟件對(duì)基礎(chǔ)硬件設(shè)備（包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）進(jìn)行重新定義。如果更生活化一些，比如智能手機(jī)和無人駕駛汽車，其本質(zhì)是軟件對(duì)硬件的定義和重構(gòu)。其實(shí)對(duì)于未來的智能駕駛汽車，很難定義它是一個(gè)硬件產(chǎn)品還是軟件產(chǎn)品。但核心點(diǎn)在于，軟件重新定義了汽車。

硬件與軟件邊界的突破：通過以上第一點(diǎn)和第二點(diǎn)的介紹，我們似乎也在逐步接受或者認(rèn)識(shí)到硬件和軟件的邊界在逐步變的模糊。當(dāng)然還是那句話，無論這個(gè)邊界變得如何模糊，它始終存在，只不過是這個(gè)邊界擴(kuò)大到了我們認(rèn)知所感覺不明顯的一個(gè)位置。對(duì)于硬件和軟件邊界的模糊，我們也可以從IT公司業(yè)務(wù)的演變看到這一點(diǎn)，即硬件的公司在逐步開發(fā)自己的軟件，軟件公司也在做硬件。比如，軟件巨頭微軟做的硬件產(chǎn)品Surface，用戶體驗(yàn)還不錯(cuò)。硬件公司蘋果的iOS操作系統(tǒng)也很強(qiáng)大，iPhone整體的軟件優(yōu)化水平也是全球一流，更難得可貴的是，iPhone應(yīng)該是目前硬件和軟件搭配的最為流暢的手機(jī)產(chǎn)品，沒有之一。這也表明了產(chǎn)品型公司是如何做產(chǎn)品的。

細(xì)心的朋友可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在以上我們闡述硬件與軟件關(guān)系（1）（2）（3）時(shí)，分別使用了三個(gè)不同的符號(hào)來連接，也表示了兩者關(guān)系的演進(jìn)。

有了以上的思考和認(rèn)知，我們?cè)偃ダ斫饬硪粚?duì)概念的關(guān)系就比較容易了。

2、芯片與算法的邊界

首先分析下概念，對(duì)于芯片，相信大家已經(jīng)比較了解，就不做過多的解釋。我們說一下算法，雖然算法是應(yīng)用在IT領(lǐng)域，但我相信學(xué)數(shù)學(xué)的同學(xué)，特別是學(xué)習(xí)計(jì)算數(shù)學(xué)的，對(duì)算法應(yīng)該更加熟悉。記得在本科課程中，專門有一門課叫做“算法設(shè)計(jì)”。從概念上來講，算法指的是解決問題的方法和流程，是一段邏輯，一系列解決問題的清晰指令。或者更通俗一點(diǎn)來講，算法是從A到B，所有可能的計(jì)算方式。

芯片與算法的關(guān)系：芯片和算法并不是獨(dú)立或者對(duì)立的兩個(gè)個(gè)體。芯片本身就集成了算法。算法是一種邏輯概念，芯片是算法的一種表現(xiàn)形式，軟件也是算法的一種表現(xiàn)形式。承載算法的物理介質(zhì)可以是運(yùn)行在CPU上的代碼，也可以是硬件電路。在這篇文章中，我們重點(diǎn)分析的是，當(dāng)芯片形成之后，芯片與系統(tǒng)中軟件算法的關(guān)系。芯片和軟件算法的核心目的都是用來提升系統(tǒng)的計(jì)算能力。我們可以形象一點(diǎn)說，如果芯片對(duì)算力的影響是先天決定的話，我們也可以通過后天的努力（即對(duì)軟件算法的優(yōu)化）來進(jìn)一步優(yōu)化和提升算力。（注：下文中的“算法”，我們特指芯片之外的軟件算法）

如果從硬件和軟件角度來看，芯片更加偏向硬件（芯片集成了算法，算法固化到了硬件中），算法更偏軟件（算法是軟件更基礎(chǔ)的思想）。從產(chǎn)業(yè)趨勢來看，芯片和算法的邊界也在變得模糊。 首先，我們明確一點(diǎn)：芯片和算法的目標(biāo)任務(wù)或者功能是一致的，都是為了提升和加快數(shù)據(jù)的計(jì)算能力和處理速度。不過在原有的IT產(chǎn)業(yè)分工下，芯片和軟件算法分別是由不同的企業(yè)來完成。我們認(rèn)為，芯片與軟件算法的邊界也在隨著計(jì)算架構(gòu)和應(yīng)用場景的變化而在不斷演變。

邏輯計(jì)算：芯片與算法相互分離。在傳統(tǒng)的邏輯計(jì)算架構(gòu)下，芯片和算法是相互分離的。芯片和軟件算法的關(guān)系，只要做到適配就好，無需相互定制和融合。因?yàn)?，第一，在傳統(tǒng)的邏輯運(yùn)算架構(gòu)下，數(shù)據(jù)的計(jì)算量并不是特別大，現(xiàn)有的計(jì)算資源和能力能夠滿足大部分計(jì)算需求。第二，由于摩爾定律，可以通過不斷提高芯片的制程來提升芯片的計(jì)算能力。因此，在傳統(tǒng)的邏輯計(jì)算體系下，芯片的計(jì)算能力對(duì)算力的提升起到了決定性作用，而軟件算法的優(yōu)化作用處于相對(duì)次要的位置。芯片和算法在這一階段的這種適配關(guān)系，也就有了IT界經(jīng)典的 “Win-Tel”時(shí)代。即微軟的Windows操作系統(tǒng)與Intel的芯片形成了完美適配，兩者不斷相互以彼此產(chǎn)品為開發(fā)和應(yīng)用基礎(chǔ)，進(jìn)行升級(jí)迭代，來推動(dòng)IT產(chǎn)業(yè)向前演進(jìn)。

智能計(jì)算：芯片與算法相互定制和融合。在智能計(jì)算時(shí)代，我們面對(duì)的不再是較為規(guī)則的邏輯計(jì)算，而更多的是不規(guī)則、非線性、難以定義的復(fù)雜場景。應(yīng)用場景的變化，使得原有通用的CPU架構(gòu)就難易滿足功耗、性能等要求，需要對(duì)軟件架構(gòu)進(jìn)行重新定義，對(duì)硬件進(jìn)行重構(gòu)。也就出現(xiàn)了我們對(duì)針對(duì)不同應(yīng)用場景下的特定芯片，比如AI芯片。當(dāng)然AI芯片根據(jù)其特定的應(yīng)用場景也分為多種，但相比之前的邏輯計(jì)算，此時(shí)發(fā)生的一個(gè)變化是，芯片和算法的關(guān)系逐步走向相互定制和融合。即在芯片設(shè)計(jì)之初就要考慮在其上主要跑（運(yùn)行）什么樣的算法，而軟件算法的設(shè)計(jì)也會(huì)根據(jù)芯片的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化升級(jí)。這樣做只有一個(gè)目的：最大化釋放芯片和軟件算法所帶來的計(jì)算能力。

芯片與算法的深度整合并非易事。芯片和算法的協(xié)同設(shè)計(jì)，需要強(qiáng)大的整合和優(yōu)化能力。這 需要既懂算法，也懂計(jì)算架構(gòu)的開發(fā)人員，而往往這是兩種不同領(lǐng)域的人，分布在不同的公司，溝通整合需要一定的成本。另外一個(gè)客觀事實(shí)是，具有量級(jí)算力提升的算法優(yōu)化是一個(gè)漫長的過程。

芯片和算法邊界的突破：正是因?yàn)樾酒退惴ㄏ嗷ピO(shè)計(jì)、相互融合的重要性。目前我們看到的一個(gè)現(xiàn)象是：芯片公司在開發(fā)更適配的算法，算法公司在研發(fā)專屬的芯片。比如，Intel對(duì)Mobileye的收購，就是典型的芯片與算法的結(jié)合。Intel缺乏針對(duì)算法設(shè)計(jì)芯片的人才，而Mobileye也難易在短時(shí)間內(nèi)提升車規(guī)級(jí)高性能處理器的設(shè)計(jì)能力，兩者的結(jié)合無疑是最優(yōu)路徑。而Amazon、Google等也正在研發(fā)自己的芯片。另外，在6月4日百度AI開發(fā)者大會(huì)，百度也推出了云端全功能AI芯片-昆侖。這些似乎都在說明芯片和算法的邊界在逐步發(fā)生變化。

硬件和軟件，芯片和算法，是IT領(lǐng)域非常核心的兩組關(guān)系。IT技術(shù)的演進(jìn)和應(yīng)用需求的變化，不斷推動(dòng)“硬件與軟件”以及“芯片與算法”邊界的演變。最后，回到最初題目問到的這個(gè)問題：IT是否具有邊界？我們認(rèn)為，技術(shù)變革不斷推動(dòng)IT邊界的擴(kuò)展和延伸， 但I(xiàn)T始終存在邊界，只不過這個(gè)邊界有可能會(huì)拓展到我們認(rèn)知所觸達(dá)不到的一個(gè)區(qū)域。任何主體都是在自己的邊界內(nèi)做事情。