1 现代计算的革命:从大型机到门把手

当IBM卖出第一台大型主机时,我们也未曾想到全球计算机的市场会超过数千台。大型主机只有政府和大企业才会购买,用来执行复杂的管理和操作任务。

随着不断演进而且可以预测的技术发展,大型主机最早以小型计算机作为补充;然后,微型计算机、个人计算机取代了小型计算机;再后来,新近出现的智能手机和平板电脑取而代之;接下来上场的将是智能设备。

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每次计算的成本下降一个量级,计算设备的数量会增长一个量级。每次计算革命不仅使得计算设备的数量增加,而且实现增加所需的时间也越来越少。1

由数以千亿计的智能设备连接而成的物联网(IoT)将是下一次的计算革命,在某种程度上,它将与以往的几次计算革命相似。但是,在其他一些方面,物联网计算革命代表了一种全新的理念。现在的计算已经遍及生活中的许多设备,从厨房到汽车,但是,这种廉价和具有扩展性的专用计算具有本质上的不足:只是针对特定应用的嵌入式计算。

物联网的新颖和强大之处在于,它从专用计算——通常是设备控制的最低要求——升级到通用计算。通用计算机是连接的系统,具有多方面的功能,能够很容易升级和重新编程。

由于摩尔定律,现在制作一个具有通用计算能力的设备,要比制作一个定制化的嵌入式设备更加便宜和容易。在不远的未来,从门把手到电灯泡这样的设备,将具有第一代智能手机般的计算和连接能力。

为了指导电子行业的高级管理者们更好地进行物联网战略投资并理解互联的未来及其对全行业的影响,我们于2014年起展开了IBM物联网(IoT)研究。我们的研究由IBM高级研究员协力完成,主要包括三个研究部分:技术战略、业务和经济洞察、产品和用户体验设计。这一报告展示了初期的研究发现。额外的分析和研究发现将在后续报告中发表(见方法论细节部分)。

多场技术革命的汇合

与廉价的通用计算设备的爆炸性增长相伴随的,还有廉价的感应器和致动器,而且已经廉价到可以嵌入到即使用不到它们的设备中。云计算技术的巨大发展使得存储和分析由这些感应器产生的数据变得可行。由于无处不在的连接和数以十亿计的IPv6地址,我们预测2020年互相连接的设备将超过250亿台,而2009年是25亿台,现在是100亿台(见图1.2)。2

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图1.2 计算历史上的每一次拐点都引发计算设备数量的激增

未来,开放的网络服务应用程序接口(API)将允许设备进行连接,并作为复杂的多厂家网络的一部分而顺利地协同工作。3D打印和数字化制造将使制造商可以小批量地建立和部署生产设备,快速地创造新产品和解决方案。

这样,数以千亿计的设备将不再比现在非智能的设备更加昂贵,并能够运转,成为复杂的整合系统的一部分。如同以前的计算革命,这场革命将导致计算成本再次下降一个数量级,从现在200—600美元的智能手机和平板计算机,下降到20美元的门把手和电灯泡。

全球经济的机遇

虽然IBM的大型机(以前是System/360,现在叫System z)最近在庆祝它的50周年,计算机行业对全球经济的影响却刚刚开始,而且还非常有限。诺贝尔经济学奖获得者罗伯特·索罗在1987年评论,尽管个人计算机的销量达到了数百万台,除了“生产力统计数字”外,他仍然看不到计算机的影响。3

在1987年,各种类型的计算机的年销量大约是1500-2000万台。4直到2000年,经济学家才能够用统计数据说明计算机对工业生产力的显著影响。5在那个年代,计算机的年销量已经超过了3亿台。6从2000年起,个人计算机的年销量从3亿台增长到4亿台,一直到现在,智能手机的年销量达10亿台。7

从年销量10亿台的智能手机到年销量数千亿台的智能设备,物联网所创造的巨大机遇就显而易见了。虽然在过去的五十多年间,计算机不断渗透到各个方面,但是全球经济的主体仍然被认为是非“IT密集型”行业。这些行业——例如农业、运输业、存储业和物流业——仍然没有与需要办公桌和办公室的个人计算机融合协作到一起。物联网将会改变这一切。