有没有熟悉电子计算机技术的，请教个问题

雲吞 · 发表于 2014-9-13 22:42

2013年出的苹果iPhone 5s, 他的运行速度能达到每秒多少亿次？和什么时代的巨型电子计算机的运算速度差不多？能不能和战胜棋王的深蓝计算机相比？

Maverick · 发表于 2014-9-13 23:08

太专业了......期待高手回答。

nmz · 发表于 2014-9-13 23:30

楼主想买个IPHONE6战胜棋王？

nmz · 发表于 2014-9-13 23:31

我看行！

nmz · 发表于 2014-9-13 23:32

要是实在不行，
我当棋王，你来战胜我好了.......保你赢！

YZSUNNY · 发表于 2014-9-14 03:28

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:13

这不是一种运算速度问题，而是综合解决复杂的日常生活所需问题。

就是说，iPhone 5 及iPhone 6，是将几十年的计算机及集成电路技术浓缩到一个芯片上。这个芯片就是A8 SOC。
SOC 就是 System On a Chip, 所有东东都可以将在一个芯片上。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:21

‘百科全书’的概念大家都熟悉，但iPhone 5 或6，就是集成电路的‘百科全书’。我们日常见到的常用集成电路，都被A8 集成在一片上。具体来说，这块A8 集成的电路，就包括以下内容（还有未列出的）：
1 iPhone 5/6 是一台手提电脑。它的功能与5年前最先进的手提电脑相当。
2 iPhone 是一台手机
3 iPhone 是一台DVD播放器
4 iPhone 是一台照相机
5 iPhone 是一台GPS
6 iPhone 是一台电子罗盘

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:34

iPhone 的创新性，在于其对现有技术的集成，上面所说的这么复杂的领域，都集成到一块芯片上。
这块就是将所有核心功能集成到一块的芯片A7. A8在结构上与A7没有多大改变，只是在速度与功耗上的改进。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:40

人类过去的习惯，是将电脑，手机，照相机，DVD播放器等分家的，你买一台手提电脑，你不会想到它也可以当作一台相机使用，也不会想到将它当作一台GPS使用，。。。。

但Apple的产品证明，这些林林总总的应用，其实都是可以集成到一块芯片上，这是上一贴子图片中绕圈这么大的东东。
这是集成电路对人的观念上的一种改变，对生活方式的改变，对产业的改变。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:43

对产业的改变，如果你依旧生产传统观念上的手机，而不是手机兼电脑，这还有市场吗？

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:50

回到楼主的正题来，就是说iPhone的电脑，不仅仅是用运算速度来衡量。在一块芯片中，是不下20个CPU。但大家关心的，并非全部的CPU，而是最核心的电脑CPU 及图像GPU。
A8 电脑CPU是1.4GHZ的双核结构，它内部有两个CPU。多CPU结构在多任务环境下有优势，减少任务调度时的工种转换的切换时间，以及均衡散热。

而图像处理器GPU，是专门用于图像处理的，这是因为处理图像时，其工作单一，用专门的芯片单独负责图像处理，效率更优异。所以就有一个专门的图像处理器。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:55

在这种嵌入式芯片中，一条指令通常可以在一个时钟内完成，有些复杂的指令，可能需要几个时钟。
时钟是怎样计算的？复杂的就不讲，用简单的语言讲，就是CPU的频率。如1.4GHZ，就是一秒可以产生14亿个脉冲，而每个脉冲，都可以执行一条指令。
有iPhone 6有两个CPU，每个一秒可以执行14亿条指令，两个就可以执行28亿条指令。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 07:58

评估计算机的运算能力，有许多种方法。这些方法，不完全以每秒执行多少条指令来衡量。这些太专业的内容，这里就不讲了。
如计算机的浮点运算问题，如果没有浮点运算的 CPU与有浮点运算的 CPU，在执行浮点运算时，速度至少慢4到1000倍。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 08:09

在台式电脑及手提电脑上，大家仍然可以见到分立的内存条。但在iPhone中，是看不到的。iPhone的1GB内存，已经集成到与CPU同一芯片上，就是上图中红圈的芯片上。

过去大家都用硬盘，iPhone的硬件已经被flash代替，就是被U盘代替。 iPhone 6 有最高可达128GB的闪存，这个闪存也同样集成到CPU同一芯片中。

水管工 · 发表于 2014-9-14 08:15

量子风水果然知识渊博。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 08:25

为什么将所有电路集成到一个芯片上，有这么多好处？
这得从物理学的基础理论说起。
我们知道光速是每秒30万公里，这听起来很快，但如果用1.4GHz的时钟下，一个脉冲时间内，光、电可以走多远？
1.4GHz时钟下，一个时钟的时间是0.714纳秒，在0.714纳秒内，光电可以进过约21厘米，就是一第复印纸那么长。但计算机电路遇到晶体管还有延时，所以光电在iPhone的电路中一个脉冲内，是绝对走不到21厘米。
如果将所有功能集成到一个芯片内，距离是不是比分立的要短？所以将所有功能集成到一个芯片，是大势所趋。这也意味着你的手提电脑在未来10来年，就要进博物馆了。未来只要你有iPhone, 外接一个无线键盘及一个显示屏，就完全是一台现在的手提电脑了。
手机通过无线信号与键盘通信，就不需在手机屏幕那么小的地方打键盘了；将手机外接一个显示器，就不用看手机小屏幕这么伤眼神。

雲吞 · 发表于 2014-9-14 09:00

大师果然专业！爱城IT业内人士多如牛毛，能给出如此专业解释的相信不多。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 09:11

我的专业方向，就是做嵌入式产品研发的，是加拿大企业的现职研发工程师的，像A8 类似的ARM芯片，也常用于产品中。

在加拿大专业工作过程，也是向西方先进技术学习的过程。在现公司第一年工作时，我与team leader讨论硬件问题，是他对的多；第二年就打平手，现在是在公司中，嵌入式软件与硬件都没有任何对手了。
我的软件与软件技术方案，基本成为公司的技术标准，其他工程师都向这种标准看齐。

水管工 · 发表于 2014-9-14 10:18

量子风水发表于 2014-9-14 10:11 6 u- ^1 L0 ?& F9 |7 o/ {
我的专业方向，就是做嵌入式产品研发的，是加拿大企业的现职研发工程师的，像A8 类似的ARM芯片，也常用于产 ...

好样的！

雲吞 · 发表于 2014-9-14 10:56

量子风水发表于 2014-9-14 10:11
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量子老師果然威猛！送老師一張圖：

nmz · 发表于 2014-9-14 11:23

雲吞发表于 2014-9-14 11:56
7 {) I3 C% _$ j; r) Q量子老師果然威猛！送老師一張圖：

qdjd2000 · 发表于 2014-9-14 11:39

量子风水发表于 2014-9-14 09:09
/ y# ~: d, m! K+ @+ ?, v' ^0 D在台式电脑及手提电脑上，大家仍然可以见到分立的内存条。但在iPhone中，是看不到的。iPhone的1GB内存，已经 ...

内存和闪存都集成到CPU里了？说内存还有可能，闪存应该是额外的吧？

量子风水 · 发表于 2014-9-14 11:58

本帖最后由量子风水于 2014-9-14 12:03 编辑

qdjd2000 发表于 2014-9-14 11:39 $ C: \3 `" x2 U4 T( R
内存和闪存都集成到CPU里了？说内存还有可能，闪存应该是额外的吧？

装程序的闪存，必定是集成在CPU内部，因为它没有象台式机那样，可以从硬盘上下载程序到内在。台式电脑是用硬盘装程序的，但A8必须用闪存装程序来取代电脑硬盘。在单片机中，程序闪存称program flash memory，它是集成到CPU中的。

装数据的闪存，为数据转存以台式机上，会用闪存卡。

一个128GB不封装闪存芯片，不需10mm*10mm的空间。所以在空间上，是不会有问题，也不存在芯片发热问题。
由于没有A8 SOC的更详细资料，不确定A8其所有闪存是用闪存卡还是集成到CPU或一部分在CPU内，另一部分外挂。

formoney369 · 发表于 2014-9-14 12:07

回答不了这门复杂的问题

但听说一个什么摩尔定律

大概就是说芯片技术每18个月性能提高一倍价格下降一半什么什么的

总之发展非常快

量子风水 · 发表于 2014-9-14 12:24

摩尔定律，就是每18个月，其性价比会翻一倍，约两年集成电路密度翻一翻。
但现在的问题，是集成电路的线宽已经向物理极限‘进军’了。

iPhone的线宽是20nm, 就是20纳米（10的负9次方米）。但一个氢原子的直径，是0.05纳米；导线铜原子的直径，是0.27纳米。就是说芯片内部两条导线之间的距离，只是400个氢原子（或74个铜原子）那么宽。做到线宽比铜原子直径还小，可能性不大。
线宽从20纳米降低到10纳米，可以做iPhone7, 再往下降，5纳米，2.5纳米，1 纳米，到了iPhone10，就要物理学的突破了。

craigliu · 发表于 2014-9-14 13:23

量子老师是软硬通吃。真正的行家。

量子风水 · 发表于 2014-9-14 13:58

本帖最后由量子风水于 2014-9-14 14:00 编辑

软硬通吃，那是不假，是有投产的产品证，在研的产品不算。
我主持的200度超高温压力产品，这个产品的单片机内的每一行软件都是我一个人写的，硬件的所有创新线路图，也是我一个人完成的。 CEO只是审核产品指标，如采样速度、精度、存在容量等等，并不审核我的技术方案。这个产品的成本，也是所有产品中，算成本最贵的。这是因为200度产品的许多电子元件，都比125度及以下温度的贵一百到一千倍。200度8MB的闪存，要近400加币，而8MB，85度的闪存，就一两块加币。所以一套200度高温的压力仪器仪表，比得上一台越野车的价钱。

西人工程师虽然普遍不能软件通吃，如我公司的CEO就只是软件是专家，硬件专长很普通；而team leader只是硬件专家，从来没有写过软件程序。
但也杰出的工程师，是软硬通吃的，一个是公司创办人、老VP（退休前占公司51%股份），其嵌入式系统技能与我是势均力敌；
另一个是公司前工程师，后来离开公司读了博士，现在也创办了自己的公司，但产品与我们公司没有冲突。我认为他的软件水平仍然比不上老VP。

rockfish · 发表于 2014-9-14 14:18

量子大师V5

ballard · 发表于 2014-9-14 15:11

量子风水发表于 2014-9-14 08:55
. `* r' ?9 C! I在这种嵌入式芯片中，一条指令通常可以在一个时钟内完成，有些复杂的指令，可能需要几个时钟。! o9 G% y E- F9 R
时钟是怎样 ...

不同的计算机有不同的结构，一个时钟周期不一定能执行一个指令，执行一个指令当然用的周期越少越好。

大的计算机并行处理能力更强，在执行了当前的任务的同时把下一个任务的数据准备好

肯定可以提高处理能力吧

就是说不能用频率衡量计算速度。

人的智慧很多时候来源于他的经验积累和直觉

这点机器很难模拟。以上都是

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将几十年的计算机及集成电路技术浓缩到一个芯片上是什么意思？

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