《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,我學名叫逐次逼近型模數轉換器,出生于上世紀七八十年代,而我真正火起來也就這十年左右。
近些年,好多在企業做產品或者在高校搞科研的人設計的電路,性能有很大的提升。他們把一大部分的功勞都歸功于我。
我了解了一下,感覺這是有問題的。這里面我只做了一點點的工作,大部分的原因,還要歸結于這個時代。
這就要從摩爾定律說起了。
舉個簡單的例子。一個長跑運動員,假設它勻速跑。跑100米和10000米,所花費的時間有數量級的差異。
在電路里,可以進行類似的比較。電子是勻速的運動員,特征尺寸是運動員跑的距離。
注意,特征尺寸是極其重要的一個概念,某種意義上,它主導了近半個世紀半導體的發展和算力的發展。
電路里面,特征尺寸已經由十年前左右的180nm發展到最近的7nm。正如運動員跑100米和10000米,所需的時間的差異是數量級的差異一樣。電子通過這兩個距離所花費的時間,也是有數量級的差異。
數字電路中,特征尺寸的晶體管是基本單元,猶如生物的細胞一樣,由它組成了豐富的大千世界。
特征尺寸的顯著降低,導致電子耗費時間的極大縮短,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,是由數字電路組成的。這是與其它小伙伴們一個最顯著的差異。
所以,你看,還是要歸功于這個時代吧。要不是人類的智慧,促成的技術進步,達到如此小的特征尺寸,我的優勢怎么能發揮的這樣淋漓盡致。
一個東西火起來,往往不是一個因素導致,而是多個合力共同作用的結果,我當然也不例外。
設計計算機的初衷是解決計算能力的。然而,當計算機擁有每秒萬億次的超強算力后,它的潛力會逐漸被各行業挖掘。
工科,商科,社會,經濟,管理等都向它靠攏。基于計算機的,各種模擬仿真軟件潮水般涌現,并顯著提升了效率。
因特征尺寸而導致的速度數量級的提升,也使我受到了廣泛的關注和應用。Flash、Pipeline、Delta Sigma等小伙伴時不時找我來取經,然后回去就把我融入到它們中。
你看,近幾年的ISSCC轉換器好多文章,實質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,清風自來。
《貳》逐次逼近思想
好多人都認為我很陌生,是一個誤解。
逐次逼近思想,千百年來,已經滲入到每一個角落。
將一粒石子扔進平靜的湖里,在石子落水的點,水會上下振動,而這個振動是以水平面為參照物的。振動的幅度越來越小,直至又恢復平靜。這是自然界逐次逼近的實例。
對宇宙的探索,也是這樣的過程。
一開始,古人認為天圓地方,地球是宇宙的中心,倡導地心說。隨著認識的深入,發現地球圍繞太陽轉這一事實,認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一步的認識。那銀河系是宇宙中心?我們知道當然也不能這樣說。隨著科技的進步,人類會越來越逼近客觀事實。
再如,你和女朋友由認識到在一起,也可看作是逐次逼近的過程。
一開始認識,你們關系淡,也就是距離遠。然后,聊天,互送禮物,吃飯,看電影等等,一次次的互動了解,加深彼此的認識。
每一次,關系相比于上一次都有不同。多數的時候,好感度是上升的,距離是變近的。而當中總會有這樣的插曲:你沒給我買禮物,我沮喪時你沒有關心我,懷疑你跟另一個人搞曖昧等等。
每一次接觸,都會對兩個人的關系形成影響,這個影響或者是正面的,或者是負面的。你們最終在一起了。回首認識到相戀的整個過程,你倆的關系,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,很可能因為朋友的一句話,或者偶然的個股供需失衡事件。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。
交了學費之后,我們開始反思,學習。收集客觀事實,進行整理加工,對未來的走向進行判斷。我們發現,相比一開始接觸股票,已經有了很大的進步。然而發現還是難以賺到錢。
再進一步,除了分析客觀事實,包括基本面宏觀政策等,我們仍不滿足。所有參與者對于行情的預期,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,據此形成個性化主觀。
此基礎上再作出判斷,相比于之前的認識,就又深了一層。
警官通過對證據的收集,分析案件,確定嫌疑人,發現真相等也一樣。律師,考古學家,生物學家,物理學家,數學家等等,在不同領域分析研究,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》構成
為了大家更深入的了解我,講一下我的組成。
有四個部分,采樣,基準,量化,邏輯控制。 下面逐一進行分析。
采樣,類似于拍照過程,化動態為靜態。比如要抓取一個運動員跳水整個過程。每隔1微秒拍一次,將多次的記錄點連起來,就是整個跳水過程。
一個個的點就是采樣的過程。 但這個點要想被計算機識別,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上是測量方法的一種。
基準,顧名思義,一個用來比較的標準。
量化的本質是比較。 還是湖水投石的例子。投入石子那個點的振動,每次都是與水平面作比較,高于水平面時,有向下落趨勢,低于水平面時,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。
整個的工作過程是怎樣的?還是用運動員跳水的例子來類比。每隔1微秒拍照(采樣)一次運動員離水面的高度。然后對這一長度(高度)進行測定。
那長度測定怎么實現呢?
逐次逼近的原理。
假設是十米跳臺,將這個長度與五米作比較,如果長于五米,計數1,長度減去五米。如果短于五米,計數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,并計數,增減兩點五米,以此類推。直到長度無限趨近于五米。
通過計數結果與增減系數相乘,加總,就是一次的高度。
把所有長度連接成線,就恢復了運動員跳水的過程,也就是我的整個工作過程。
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