《壹》我为什么这么火
大家都说我火,既然这样子,我抛砖引玉,自己试着剖析下。
大家好,我学名叫逐次逼近型模数转换器,出生于上世纪七八十年代,而我真正火起来也就这十年左右。
近些年,好多在企业做产品或者在高校搞科研的人设计的电路,性能有很大的提升。他们把一大部分的功劳都归功于我。
我了解了一下,感觉这是有问题的。这里面我只做了一点点的工作,大部分的原因,还要归结于这个时代。
这就要从摩尔定律说起了。
举个简单的例子。一个长跑运动员,假设它匀速跑。跑100米和10000米,所花费的时间有数量级的差异。
在电路里,可以进行类似的比较。电子是匀速的运动员,特征尺寸是运动员跑的距离。
注意,特征尺寸是极其重要的一个概念,某种意义上,它主导了近半个世纪半导体的发展和算力的发展。
电路里面,特征尺寸已经由十年前左右的180nm发展到最近的7nm。正如运动员跑100米和10000米,所需的时间的差异是数量级的差异一样。电子通过这两个距离所花费的时间,也是有数量级的差异。
数字电路中,特征尺寸的晶体管是基本单元,犹如生物的细胞一样,由它组成了丰富的大千世界。
特征尺寸的显著降低,导致电子耗费时间的极大缩短,宏观层面看到的就是各种类型电路速度的极大提升。而我火起来,根本源于此。
我身体百分之六七十的部分,是由数字电路组成的。这是与其它小伙伴们一个最显著的差异。
所以,你看,还是要归功于这个时代吧。要不是人类的智慧,促成的技术进步,达到如此小的特征尺寸,我的优势怎么能发挥的这样淋漓尽致。
一个东西火起来,往往不是一个因素导致,而是多个合力共同作用的结果,我当然也不例外。
设计计算机的初衷是解决计算能力的。然而,当计算机拥有每秒万亿次的超强算力后,它的潜力会逐渐被各行业挖掘。
工科,商科,社会,经济,管理等都向它靠拢。基于计算机的,各种模拟仿真软件潮水般涌现,并显著提升了效率。
因特征尺寸而导致的速度数量级的提升,也使我受到了广泛的关注和应用。Flash、Pipeline、Delta Sigma等小伙伴时不时找我来取经,然后回去就把我融入到它们中。
你看,近几年的ISSCC转换器好多文章,实质上就是它们与我的混合体。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。
这是范围层面的解释。
你若盛开,清风自来。
《贰》逐次逼近思想
好多人都认为我很陌生,是一个误解。
逐次逼近思想,千百年来,已经渗入到每一个角落。
将一粒石子扔进平静的湖里,在石子落水的点,水会上下振动,而这个振动是以水平面为参照物的。振动的幅度越来越小,直至又恢复平静。这是自然界逐次逼近的实例。
对宇宙的探索,也是这样的过程。
一开始,古人认为天圆地方,地球是宇宙的中心,倡导地心说。随着认识的深入,发现地球围绕太阳转这一事实,认为太阳是宇宙的中心,提出了日心说。这样就对宇宙有了相对正确的认识。
而后来,我们知道太阳系属于银河系,相比于日心说有了进一步的认识。那银河系是宇宙中心?我们知道当然也不能这样说。随着科技的进步,人类会越来越逼近客观事实。
再如,你和女朋友由认识到在一起,也可看作是逐次逼近的过程。
一开始认识,你们关系淡,也就是距离远。然后,聊天,互送礼物,吃饭,看电影等等,一次次的互动了解,加深彼此的认识。
每一次,关系相比于上一次都有不同。多数的时候,好感度是上升的,距离是变近的。而当中总会有这样的插曲:你没给我买礼物,我沮丧时你没有关心我,怀疑你跟另一个人搞暧昧等等。
每一次接触,都会对两个人的关系形成影响,这个影响或者是正面的,或者是负面的。你们最终在一起了。回首认识到相恋的整个过程,你俩的关系,趋势向好。其中的挫折,是必不可少的磨合而已。
好多人,一开始接触股票,很可能因为朋友的一句话,或者偶然的个股供需失衡事件。大概率上,前几次都会赔钱。
原来掌握的信息太片面,还是自己太naive。
交了学费之后,我们开始反思,学习。收集客观事实,进行整理加工,对未来的走向进行判断。我们发现,相比一开始接触股票,已经有了很大的进步。然而发现还是难以赚到钱。
再进一步,除了分析客观事实,包括基本面宏观政策等,我们仍不满足。所有参与者对于行情的预期,情绪等这些主观因素,我们把这些基于主观的客观,也放到客观里,据此形成个性化主观。
此基础上再作出判断,相比于之前的认识,就又深了一层。
警官通过对证据的收集,分析案件,确定嫌疑人,发现真相等也一样。律师,考古学家,生物学家,物理学家,数学家等等,在不同领域分析研究,都是一步步逼近真相的过程。
逐次逼近思想,一把打开新世界大门的钥匙。
《叁》构成
为了大家更深入的了解我,讲一下我的组成。
有四个部分,采样,基准,量化,逻辑控制。 下面逐一进行分析。
采样,类似于拍照过程,化动态为静态。比如要抓取一个运动员跳水整个过程。每隔1微秒拍一次,将多次的记录点连起来,就是整个跳水过程。
一个个的点就是采样的过程。 但这个点要想被计算机识别,要找到它距离水平面的具体尺寸。也就是后面的逐次逼近的过程。
逐次逼近的过程本质上是测量方法的一种。
基准,顾名思义,一个用来比较的标准。
量化的本质是比较。 还是湖水投石的例子。投入石子那个点的振动,每次都是与水平面作比较,高于水平面时,有向下落趋势,低于水平面时,会有向上的趋势。
判断的过程就是量化。
我的名字里面有逐次逼近两个词,既然是逐次,就有多次的过程。而逼近,意味着一次比一次近。逐次意味着逻辑控制,逼近意味着趋势。
整个的工作过程是怎样的?还是用运动员跳水的例子来类比。每隔1微秒拍照(采样)一次运动员离水面的高度。然后对这一长度(高度)进行测定。
那长度测定怎么实现呢?
逐次逼近的原理。
假设是十米跳台,将这个长度与五米作比较,如果长于五米,计数1,长度减去五米。如果短于五米,计数0,长度加上五米。这就完成了一次的逼近过程。之后同样与五米作比较,并计数,增减两点五米,以此类推。直到长度无限趋近于五米。
通过计数结果与增减系数相乘,加总,就是一次的高度。
把所有长度连接成线,就恢复了运动员跳水的过程,也就是我的整个工作过程。
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