理论教育 23以色列:信息之国

23以色列:信息之国

时间:2023-05-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:2012年初,苹果斥资5亿美元收购了以色列闪存存储技术厂商Anobit,这是一家只有5年历史的小公司,总部位于以色列中西部城市荷兹利亚。弗罗曼将存储器制造技术带回了以色列。除了美国圣迭戈市的高通公司之外,以色列在这个领域也一直走在世界前列,秘诀就在于大量初创公司利用了信息论运算方法,占据了竞争优势。

23以色列:信息之国

2012年初,苹果斥资5亿美元收购了以色列闪存存储技术厂商Anobit,这是一家只有5年历史小公司,总部位于以色列中西部城市荷兹利亚。该公司主营业务是非易失性存储器,当电流关掉后,所储存的资料也不会消失,这对于苹果公司推出的微型无线设备(音乐播放器、手机平板电脑笔记本电脑)具有至关重要的作用。这些设备的存储容量非常大,类似于台式机的硬盘容量,但不是存储在磁盘上,而是存储在芯片里。

1971年,以色列集成电路设计专家多夫·弗罗曼(Dov Frohman)为英特尔公司制造出了首款可擦写只读存储器,后来在他的积极推动下,英特尔公司在以色列海法市建立了首个海外研发中心。弗罗曼将存储器制造技术带回了以色列。此后,以色列在这个领域一直走在世界前列。

非易失性存储器的微型芯片被排列在固态硬盘上,与普通的机械硬盘相比,这种固态硬盘运行起来噪声更低,存取速度更快,使用寿命更长,抗震能力更强。

Anobit公司使闪存存储器的容量极限翻了一番,延长了存储器的使用寿命,在成本、容量和使用寿命之间实现了最大限度的一致性。该公司可以让苹果笔记本的存储系统的尺寸缩小一半,大大降低存储成本,提高计算机的赢利空间和使用寿命,甚至还会让计算机外观看起来更优雅。

Anobit的技术是以信息论为基础的,体现出了信息时代科技创新的一个关键特征。Anobit公司并不是对传统的存储器做出了什么物理性的改变,而是提供了一个新的内存控制器算法,大大改善了芯片的纠错能力和适配能力,使芯片性能达到了最优水平。这种算法还可以应用于存储器、主板等部件,甚至可以应用于路由器或交换机,能够使这些器件的信息处理能力提升一倍。Anobit公司是信息论强大效用的体现,也是香农的信息论催生的新型信息经济的一个缩影。

苹果公司收购Anobit公司几周之后,美国电话电报公司(AT&T)宣布解决了一个制约其无线网络容量的重大问题。第一代苹果手机于2007年推出之后,短短几年的时间就出现了众多非常耗流量的电子设备,美国电话电报公司无线网络数据传输量估计增长了20倍,且其无线网络的流量每年翻一番。苹果手机的频段使用量是旧款手机的24倍,而平板电脑更是达到122倍之多。流量增加与带宽不足之间的矛盾导致电话掉线率增加、严重的网络拥堵以及严重的带宽瓶颈,给消费者带来了很多困扰,同时也加重了运营商财务压力。有分析人士猜测,苹果公司可能会放弃与美国电话电报公司的独家合作关系。

起初,美国电话电报公司希望通过基于物理学原理的传统方案解决问题。这个电信巨头将不得不从高通公司等地方购买更多的无线频谱(频谱是日益稀缺的,价格也越来越高),或者部署数千个蜂窝基站天线以及错综复杂的微型基站扩展装置(如辐射直径在200米以内的微型基站)。要完成整个无线网络的更新工作,该公司预计会付出数百亿美元的成本。

然而,幸运的是,我们现在生活的时代是信息时代,信息论的力量超越了物理学理论的力量。最后,美国电话电报公司向以色列Intucell公司求助,该公司能够利用“自组织网络软件”帮助电信运营商动态调整其无线网络,实现网络传输速度的最大化以及通话中断事故的最小化,从而解决移动网络拥堵的问题,成本只需5 000万美元,而不是500亿美元。如同Anobit公司一样,Intucell公司的技术也是以信息论为基础的,更加高效地解决了之前需要大范围增设物理设施与装备才能解决的问题。

Intucell公司的自组织网络软件是一种基于计算机网络的移动通信技术,其工作原理就是利用大数据分析各个网络的状态,让电信运营商旗下的通信塔之间实现互通,如此就可以实现网络容量与辐射半径的自动优化,终端用户可以在网内随意移动,即便走到无线网络的边缘,也会自动被相邻的网络接管,从而保证通信质量。2012年2月12日,电信行业作家凯文·菲查德(Kevin Fitchard)在科技博客Gigaom上发表了一篇名为《复活了!美国电话电报公司的网络竟然有自觉意识》的评论文章。他在这篇文章中指出:“通信塔开始静悄悄地跟随着你,你越接近它的边缘,它的辐射半径就越大,而临近的通信塔则会自动弱化。你在网络中移动时,Intucell公司的自组织网络软件可以让网络随你而动,无论任何时刻,都能自动找到最优的网络拓扑结构,为同一个通信基站群内的成千上万名用户提供最佳的网络覆盖和容量。”1

美国电话电报公司最早在2011年4月开始测试这套自组织网络软件,到2012年底几乎全面投入运营,通话中断率降低了10%,网络容量增加了40%,普通客户使用的带宽的每秒传输能力提高了1兆比特。2013年初,思科公司斥资4.75亿美元现金收购了Intucell公司的全部业务。

在过去的10年里,美国经济乃至整个世界经济的一个重要引擎就是无线通信技术的发展,而且今后仍然很有可能继续助推经济飞跃。从2011年到2012年,只用了短短一年的时间,智能手机的销售量就从3亿部增加到了7.12亿部,而且在之后的4年里,预计会达到20亿部。面向数据业务的移动宽带数据流量需求预计也将呈现出爆炸式的发展势头,2009年每月需求量为90千万亿字节(Petabyte),预计到2015年每月需求量将达到6 000千万亿字节,7年之间增加了近70倍。除了美国圣迭戈市的高通公司之外,以色列在这个领域也一直走在世界前列,秘诀就在于大量初创公司利用了信息论运算方法,占据了竞争优势。(www.daowen.com)

数十年来,无线通信领域内一个神圣的成就就是软件无线电技术(software defi ned radio,SDR),这种基于信息论的通信技术取代了基于物理学理论的传统技术。在ASOCS公司工作时,从俄罗斯移居以色列的西蒙·利特辛(Simon Litsyn)与其学生多伦·所罗门(Doron Solomon)带领的团队开发出了一个虚拟通信平台。该平台能够通过一个即时转换软件来执行必要的数据处理功能。该公司最早推出的一款产品就是为中国移动生产的多功能集成处理器,能够整合通信功能、无线上网功能、移动电视接收功能以及全球卫星定位功能。换句话讲,借助这款处理器,笔记本电脑可以同时接收卫星电视信号,连接GSM网络发送文本信息以及通过中国的TDS-CDMA网络使用Skype软件。ASOCS公司开发出的这套通信架构可以替换掉很多芯片或硬件处理线程,在军事领域具有重要的用途。这种架构体现出了信息论能够取代复杂而昂贵的物理层设备。

ACOCS公司成立于2003年,属于一家初创公司,仅仅是以色列众多出色的信息技术公司之一。这些信息技术公司开发的信息系统的性能远远超过了复杂的硬件的性能。2011年初,美国博通公司(Broadcom)宣布收购以色列半导体厂商Provigent公司,为此斥资3.13亿美元。Provigent公司主要从事开发微波回程系统的复合信号半导体,开发出了独特的算法,消除了移动通信基站和网络之间的一个重大瓶颈。以色列AMIMON公司开发出了基于超宽带技术的视频无线传输系统,在美国医院的14 000个手术室得到了应用,这些手术室用来传输视频的线缆便失去了用武之地(这家公司与美国医疗设备制造商Stryker公司开展了合作)。

我在前面列举的这些公司只是一小部分。像这类公司,以色列有数千家。它们活跃在信息经济的前沿。它们的业务范围涵盖了从生物技术到云计算等各个领域。这些公司充分体现了信息论经久不衰的生命力,体现了熵在经济学领域的应用价值。

以色列之所以能取得这些优势,人口学因素也起到了一定的作用。大约有100万犹太人从俄罗斯移民到了以色列。在苏联时期,由于他们的犹太人身份,当局不允许他们进入制造业,这就在客观上导致犹太人不得不学习数学和软件科学。如今,以色列人正是利用自己在数学运算方面的技能巩固了在一系列先进技术领域的世界领先地位(仅次于美国)。除了在无线通信技术和计算技术之外,以色列在微芯片设计、网络算法和医疗设备方面也走在世界前列。

信息处理技术的创新产生了广泛的影响,受益的远远不止计算机公司和通信公司。在当前这个水资源危机愈演愈烈的世界中,以色列在水资源循环利用和海水淡化领域是当之无愧的领先者。自从1948年建国以来,以色列人口已经增加了9倍。[1]可耕地资源是原来的3倍,农业产出是原来的16倍,工业产出是原来的50倍,但其年度用水量却令人惊讶地降低了10%。以色列之所以能取得如此无与伦比的成就,并不是因为政府部门假借某种高尚的名义实行了什么惩罚性或干预性的法律,也不是因为政府部门因为某些企业破坏了环境而对其提起了诉讼,而是因为信息与企业实现了良性的结合。以色列50%的民生用水就是来自海水淡化工厂,采用了效率极高的高科技滴灌系统,95%的废水都能得到回收利用。在阿拉瓦沙漠地带,以色列人从沙漠深处抽取微咸水用于灌溉,创造出了举世罕见的农业奇迹。所有这些技术都得益于监管软件,这些软件能够对信息的变动做出智能的反应,能自动监测,精确可靠,节省人力,当系统显示水或肥料出现偏差时,设备会自动关闭。它能自动发现并修复灌溉系统的漏洞,确保水分和肥料一滴不浪费地直输每棵植株的根部。与此同时,在埃及和伊朗这两个以色列邻国,人均用水量堪称世界之最。

在当前这个恐怖活动日益猖獗的时代,从首尔纽约大城市都面临着遭遇恐怖分子火箭袭击的风险,而信息工具在军事领域的作用也日益明显。以色列为了应对这类威胁,开发出了“铁穹”防御系统(Iron Dome)和飞箭导弹拦截系统(Arrow)。这些军事技术赖以产生的基础就是软件创新与微芯片创新,这些系统性的技术创新能够实时锁定载荷导弹的弹头,避开误导性导弹对拦截系统造成的浪费,极大地减少了导弹拦截器的重量和成本。与那些一味往硬件设施上砸钱的防御系统相比,以色列这种信息密集型的防御系统成本更低,效率更高。2

世界上有很多人认为巴勒斯坦的阿拉伯人对以色列大片领土提出的主权声索是完全可信的,但如果不是犹太族定居者从19世纪80年代开始就从事土地开垦和农业开发,恐怕巴勒斯坦的土地连今天十分之一的人口也养活不了。以色列取得非凡成就的核心原因在于掌握了信息工具,用知识的力量取代了土地、劳动力和资本的力量。

【注释】

[1]以色列建国时仅有80.6万人,截至2014年1月增至803万人。—译者注

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