云大物智移 如何融合？

云大物智移（云计算、大数据、物联网、智慧城市、移动互联网）是目前几乎妇孺皆知的几个技术术语。往深处看我们发现他们背后无论技术还是商业模式都是相通的，其实共同代表着一种大融合的趋势：企业信息化、个人信息产品、工业控制系统等信息技术的分支正处于融合中。这种融合的基础是什么，发展趋势又是怎样的？

       众所周知信息技术是基于集成电路硬件（芯片）的，而现代集成电路是硅介质的，“硅谷”因此而得名。现代集成电路可以大体分为两类，一种称为ASIC（Application Specific Integrated Circuit），即为专门目的而设计的集成电路，它的特点是硬件实现业务逻辑，不需要也不可编程的。另一种叫微处理器，它包括CPU（PC机的x86芯片，小型机的RISC处理器）、MCU（单片机，主要应用于工业PLC系统、物联网设备、功能手机终端）、DSP（数字信号处理器，主要应用于通信系统）、GPU（图形处理器）等。这种处理器虽然还有一定特定用途领域，但是基本上它们拥有通用指令集，提供编程接口，除此之外它们并不提供具体功能。人们可以通过编写软件来定义它们的功能。

       上世纪80年代以来，随着大规模集成电路的发展，微处理器广泛应用于个人信息产品（PC）和企业信息化系统（服务器）。经济社会的巨大需求拉动这两个信息化领域迅速发展，微处理器被广泛应用，并诞生了Linux操作系统、C语言等广泛接受的基础软件、产生了TCP/IP通用通信协议。企业信息化领域曾经由几大封闭的服务器厂商把持，近年来自个人信息产品的基于x86的开放架构（相对于专业领域的微处理器和ASIC芯片，消费领域广泛被应用的微处理器被称为开放架构或者通用处理器）迅速取代了封闭架构。即个人信息产品和企业信息化领域率先实现了大融合。这种基于开放架构之上的软硬件系统被称为“云计算”，实指这种取代封闭架构的技术最先在互联网行业内采用（在图例中，互联网习惯性被画作一朵云）。

       类似的，从80年代以来，工业控制系统、物联网设备（传感器、RFID）、通信系统（通信设备、通信终端）亦广泛采用微处理器，不同的是这些领域没有出现通用芯片，主要是MCU或DSP这种个性化程度很高的专用处理芯片。同时ASIC芯片也处于非常核心地位。20年前，当华为公司刚进入通信设备行业时候，面对最大问题的首先就是通信设备核心ASIC芯片的技术垄断。刚开始华为一方面采购别人的ASIC，同时也尝试采用x86通用微处理器+软件方式来实现一定程度的元器件自主。随后华为建立ASIC研发中心即华为海思的前身，逐渐实现了ASIC芯片的自主。另一方面，早期的元器件不足的阶段埋下了华为采用通用微处理器+软件的基因。

       通用微处理器曾经长期无法进入通信、工业领域核心环节，主要有两个原因，一是传统大厂的技术保护，ASIC或者专用处理器比通用处理器+软件要更好的保护技术秘密，不统一的技术标准也提高了后进入者的门槛。二是在核心处理领域，通用微处理器性价比还比不上ASIC和单片机。

       后来，随着x86和ARM等通用微处理器性价比的提高，传统大厂基于技术保护的原因，仍然倾向于专用处理器及其之上小众的操作系统和通信协议。它们在保护既有利益的同时，另一方面增加了机会成本并形成路径依赖，从而将自己置于被颠覆的危险境地。例子之一是华为的崛起。即使已经拥有ASIC自主能力，华为作为后来者从不拒绝采用通用微处理器以及软件化道路。华为积极发展自己的服务器研发能力，并积极采用服务器取代专用硬件平台。华为2008年率先推出SingleRan融合无线网产品，是基于x86服务器实现无线网基带算法和网络协议处理的软件化产品。不同于其他厂商的产品，SingleRan可以同时提供2G/3G/4G各种无线网制式，因为各种网络制式在这里仅是软件的差异。另一个例子则是智能手机的崛起。功能机厂商基于单片机的硬件平台被ARM为核心的通用SOC平台轻易打败，成就了移动互联网的时代。

       目前工业系统和物联网设备的情况与当年华为遇到的情况类似，核心芯片及其系统被外国大厂垄断。物联网或者工业互联网由平台+网络连接+设备构成。平台目前已经普遍认同基于通用处理器的云平台架构。网络连接则主要是公众通信网提供的数据传送能力，目前也没有太大问题。设备是传统的工业现场总线和传感器等工业设备，长期处于不开放的架构，从硬件平台到通信协议私有化程度很高。这既是历史遗留问题，也是大厂技术保护的主观意愿导致。产业推动方面，先有IBM提出“智慧地球”推动物联网产业，现在互联网企业如阿里推出“数加”平台来连接物联网设备。与此同时，GE和西门子等传统工业厂商则基于自己的设备打造平台生态。可是目前基于平台理念从上向下推进的物联网、工业互联网解决不了底层数据互通的关键问题。工业互联网、物联网要真正发展可能需要工业界出现华为那种颠覆者来推动从底向上的变革。

       总体来看，信息技术目前正趋于融合，未来方向是无论是云（平台）、管（通信）、端（设备）都基于通用的微处理器架构（目前是以微处理器为核心的包括ASIC芯片、单片机等一整套芯片解决方案或称SOC系统），之上是通用操作系统（主要是Linux），再上面是高级编程语言（C、Java等）及其开发的应用软件，处理器之间的通信是基于通用的TCP/IP协议。企业信息化、个人信息产品、通信设备和终端基本已经完成这个融合。工业系统和物联网终端则正在实现这个过程。

       云计算代表的是各种封闭服务器平台向基于x86等开放服务器硬件的融合趋势。物联网和移动互联网代表专用单片机硬件向ARM等开放SOC平台架构融合的趋势。大数据是基于通用平台和通用设备之上的数据整合和分析应用。智慧城市则是以云计算为平台，移动互联网、物联网为终端，大数据为核心应用的城市综合信息系统。总之，云大物智移代表信息技术的大融合，大变革。