计算和传输背后的时空观

吞吐和速度(率)经常被混淆,当提到 100Gbps 网卡时,“它很快” 的意义可能只是 “它很多”

100Gbps 指 1s 内发送的比特数为 100G,如果在这 1s 内塞入更多比特,以下是两种方式:
在这里插入图片描述

显然,上面是更多,下面才更快。如果衡量快慢,波特率/比特率才是指标。

“快” 好像是时间概念,“多” 一定是空间概念,自微积分出现以来人们一直用多来形容快: v = d Q d t v=\dfrac{dQ}{dt} v=dtdQ,但这只是数学处理的技巧,反而古人对速度的理解更符合直觉。

如果用 “多” 度量 “快”,芝诺说人永远追不上乌龟,这里包含了作为微积分基石的极限思想,然而现代物理学证明时空是量子,那么极限何在?哲学问题最后再说。

现代高速以太网依然用 “多就是快” 的思想迭代,从脉冲幅度,波特率,通道数三个维度持续优化,其中只有波特率是真 “快”。碰到技术极限前,它可以一直向前。其迭代速度远超 CPU 的迭代速度。

带宽和 CPU 的发展 从技术视角分析了带宽和 CPU 的极限,本文假设不存在能耗,散热,内存墙等技术问题,看看计算和传输的核心本质。

“CPU 快” 指单位时间完成的指令数量多(与波特率/比特率对应的是执行单条指令的时间),CPU 乱序,指令级并行等技术和网卡优化是同一方向,都信仰多就是快,但和网卡传输无关比特不同,CPU 指令之间存在关联,能多大程度拆分无关指令决定了 CPU 极限。

无关指令可分派到独立硬件并行执行,达到多就是快的观感,这种分派就是空间换时间。

图灵机纸带上的小方块随时间依次经过读写头,它号称可以计算整个世界(停机问题?)。如果时空可倒换,就存在另一个形态的机器:
在这里插入图片描述

右边机器没有时间概念,所有计算被按照图灵机纸带上逻辑连接好的电路一瞬间完成。可以想象,我们整个世界也可以这样展开。又是个哲学问题。

问题是只有提前知道纸带所有内容和蕴含结果后才能这样展开,这需要整个纸带执行一遍,这里存在明显矛盾,如果纸带不被执行,就无法空间展开,如果被执行一遍,就没必要再展开。

所以时空不能倒换,那么时间的本质是什么。传统说法,时间是熵,熵又是什么。熵本质上是概率,不如抛开熵这个词直接说概率。

假设一个世界由 a,b,c 组成,这个世界将会出现以下几种状态:abc,acb,bac,bca,cab,cba,概率一样。这里需要一个世界观,你得承认世界是变化的,没有时间,只有变化。如果不施加任何作用,世界随机变化,毫无规律在 6 个状态之间转换,一切混沌不可知。但施加一个作用后,比如 abc 只能变换到 bca,规律出现了,一旦世界处在 abc,就知道它马上会进入 bca,不断施加作用,将会出现越来越多这种状态关系,状态转换概率不再一致,形成了一条条概率状态转换链,不断撤掉这些作用,状态转换的概率又将趋于一致,趋向混沌,出现了这么一个方向,就是时间。

我们的世界比 a,b,c 大得多,但意思一样。

回到图灵机,纸带的执行过程就是在构建或拆除状态间的关系,而这些关系则让某些状态的概率高于另一些。每当运算器读入纸带内容并计算,就构建或拆除了一种关系,比如 “将 A 排在 B 后面” 就锁定了 A 和 B 的关系。按上一段的解释,有关系的状态指状态间不能互换,它们在时间中延展,无关系的状态可以随意互换,它们在空间中延展。

CPU 执行有关系的指令流,纸带再宽也比不上长度,按上面的解释,如果将长度铺开成宽度,长度缩短为一点,宽度无限,就意味着所有指令都无关系,所有状态概率一致,世界一片混沌,何谈程序。纸带每短一点,每宽一点,程序就松散一点,最后变得不再是程序。程序逻辑无关的粒度决定了 CPU 上限。

网卡发送比特则是另一回事,比特之间对于网卡而言毫无关系,只要技术不限制,网卡可以任意使用并行技术发送比特,空间换时间。

对传输的建议是,一旦数据脱离程序,比如进入 socket,就应解除数据之间的关系,这样便可充分利用网络近乎无限的带宽潜力。

说点哲学和世界观问题。

由是观之,时间的本质是概率变化,速度只是一种感觉,但涉及计算的速度确实只是一个 “数量”。那么我们如何感知速度的呢?这等价于我们如何感知时间,进一步,如果时间只是概率变化,它是如何给我们 “流动的感觉” 呢?

一个物体从 A 移动到 B,连续对这个过程拍照,将拍摄好的 n(假设是 5) 张照片用以下两种方式摆在一个人面前:
在这里插入图片描述

通过观察得知,图一看不出任何关系,图二 5 张图片有明显的关系。从图一中,他无法从一张图片猜出下一张,但从图二中他却可以,类似 a,b,c 组成的世界,abc 后一定是 bca。因此,这个人感受到了物体从 A 到 B 的连续过程,这个感知到的流动,就是他感知到的时间,其背后是概率转换关系,他从关系中感知时间。

如果伪造 5 张照片,或者随意抽出 5 张毫无规律的照片,按照某种规律人为排列顺序,一张张给他看,他就能从不存在的规律中找到规律,这个规律让他感受到时间流逝,而时间之所以流逝来自于骗他的人事先对这些凌乱的图片做了功,就像上紧一个发条,松开手就会复位一样,这个过程让被测者感受到了流动,一环扣一环,一拍随着一拍,按照自己大脑中已存在的预设,接收状态的变化。而这个预设,来自记忆的构造。

我们通过视觉,听觉等不断从世界接收信息,这些信息不断塑造我们的神经元网络,形成记忆和反射,最终所有这些分布在整个大脑的信息构成了我们的记忆,特定记忆不存储在特定区域,每个记忆都分布存储在整体。世界由不断变化的状态构成,而记忆是与自己有关的变化。

如果在马路中间目测一辆车离我们 200 米,假设世界不再变化,我们会通过记忆 “推算” 出这辆车接下来在哪里,然后我们会决策自己该怎么做,以构建或拆除某些关系。如果世界重新开始运转,车突然消失了,我们会懵逼,因为这不符合我们的预设。

整个世界可以看做在我们面前按照特殊规则摆放的一张张静止的图片,我们通过对神经元的不断塑造发现(模型训练,学习的过程)这个规则,这个规则包括我们自身终究会老并且死去。假设存在一个没有记忆只是活着的人,世界的每一个状态对他都是全新的,他无法关联任何状态,他就感受不到时间。

主观时间并不客观存在,主观时间只是一种对概率变化有意识的预设。而速度则度量有意识的预设和实际之间的偏差,预设 “它会出现” 但并没有 “等太久” 就真出现了,这就是 “快”,而 “等太久” 意味着在它还没有出现前侵入了其它预设,都是意识的反应。

如果没有自由意志对状态概率变化的预设,时间就是:和 “abc 后不一定是 bca” 相比,“abc 后一定是 bca” 概率更高。

世界的本质是状态的变化,概率度量时空变化,而每一次变化都会影响时空坐标系本身,故时空并不独立,一切都是概率。

最后,编程是一个用最低成本构建低熵体的活动,程序是个逆时间的过程,一个程序执行后,达到了某种效果,改变了世界状态转换的概率。意思是程序员要加钱?

故有无相生,难易相成,长短相形,高下相倾,音声相和,前后相随,恒也。

浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/233106.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

TypeScript入门实战笔记 -- 开篇 为什么要选择 TypeScript ?

typescript 在线编辑器http://typescript.p2hp.com/play?#code/JYOwLgpgTgZghgYwgAgJIFUDO1Uhge2QG8AoZc5YAEwC5kQBXAWwCNoBuMikOJiOzGCigA5pwrI4ANzhg4UAPwChozgF8SmmAxAIwwfCGRYcefAAoADlHyXMdDNii4CASmJdyCQ5nwAbCAA6P3wRKxs7ABpkAHJrW0wY1xINEhNnM3MiSlpkAEZonj46GIBrROQ1…

Python:核心知识点整理大全11-笔记

目录 ​编辑 6.2.4 修改字典中的值 6.2.5 删除键—值对 注意 删除的键—值对永远消失了。 6.2.6 由类似对象组成的字典 6.3 遍历字典 6.3.1 遍历所有的键—值对 6.3.2 遍历字典中的所有键 往期快速传送门👆(在文章最后): 6.…

排序:归并排序

目录 归并排序——有递归的: 基本思想: 思路分析: 代码分析: 划分区间思路: 代码思路分析: 归并排序——有递归的: 基本思想: 归并排序(MERGE-SORT&#xff…

《Kafka权威指南》读书笔记

《Kafka权威指南》第一、三、四、六章,是重点。可以多看看。 一、 Kafka的组成 kafka是一个发布与订阅消息系统消息:kafka的数据单元称为"消息"。可以把消息看成是数据库中的一个"数据行"。 消息的key:为key生成一个一…

鸿蒙开发组件之Image

Image组件加载图片方式有三种: 1、网络地址加载 直接Image(xxxx),添加上图片的网络地址就可以了。注意:真机、模拟题调试需要申请"ohos.permission.INTERNET"权限 Image(https://xxxxxxx) 2、PixelMap格式加载像素图 Image(PixelMapObjec…

【小沐学Python】Python实现语音识别(vosk)

文章目录 1、简介1.1 vosk简介1.2 vosk模型1.3 vosk服务 2、安装3、测试3.1 命令行测试3.2 代码测试 结语 1、简介 https://alphacephei.com/vosk/index.zh.html Vosk 是一个语音识别工具包。 1.1 vosk简介 支持二十种语言 - 中文,英语,印度英语&#…

Mac虚拟机CrossOver23破解版下载和许可证下载

CrossOver Mac Mac 和 Windows 系统之间的兼容工具。使 Mac 操作系统的用户可以运行 Windows 系统的应用,从办公软件、实用工具、游戏到设计软件, 您都可以在 Mac 程序和 Windows 程序之间随意切换。 系统要求 运行macOS的基于Intel或Apple Silicon 的…

【原创】【一类问题的通法】【真题+李6卷6+李4卷4(+李6卷5)分析】合同矩阵A B有PTAP=B,求可逆阵P的策略

【铺垫】二次型做的变换与相应二次型矩阵的对应:二次型f(x1,x2,x3)xTAx,g(y1,y2,y3)yTBy ①若f在可逆变换xPy下化为g,即P为可逆阵,有P…

【SpringBoot篇】5种类型参数传递json数据传参的操作

🎊专栏【SpringBoot】 🍔喜欢的诗句:天行健,君子以自强不息。 🎆音乐分享【如愿】 🎄欢迎并且感谢大家指出小吉的问题🥰 文章目录 🌺普通参数🌺POJO参数🌺嵌套…

Java面试遇到的一些常见题

目录 1. Java语言有几种基本类型,分别是什么? 整数类型(Integer Types): 浮点类型(Floating-Point Types): 字符类型(Character Type): 布尔类…

Unity中Batching优化的GPU实例化(4)

文章目录 前言一、构建需要实例化的额外数据二、在顶点着色器,将实例化 ID 从 appdata 存入 v2f 传给片元着色器三、在片断着色器中访问具体的实例化变量三、使用代码修改Shader材质属性,实现GPU实例化后不同对象颜色不同的效果1、在C#测试脚本生成小板凳…

Redis 环境搭建2

文章目录 第2关:使用 Redis 第2关:使用 Redis 本文是接着上篇文章写的第二关代码,部分人再进入第二关时不会保留第一关的配置的环境,可以通过下面一句代码进行检验。 redis-cli -p 7001 -c如果进入到了redis界面就是有环境&…

Android 分享小结

关于作者:CSDN内容合伙人、技术专家, 从零开始做日活千万级APP。 专注于分享各领域原创系列文章 ,擅长java后端、移动开发、商业变现、人工智能等,希望大家多多支持。 目录 一、导读二、微信 分享 三、 QQ 、QQ空间(Qz…

2024 年顶级的 Android 系统修复软件与方法

您是否正在寻找可以修复 PC 上 Android 操作系统的工具?这是我们精选的最好的 Android 系统修复软件! Android 是世界著名的智能手机操作系统。全世界有数百万人使用这个操作系统,这使得它安全可靠。然而,这仍然不能使它完美无缺…

STM32之SPI总线

一、SPI总线概述 1、SPI总线介绍 SPI是一种通信协议,它是摩托罗拉公司研发出来的一种通信协议,就有自己的特点(串行,并行,单工,半双工,全双工,同步异步)。它主要应用于音…

Kotlin Flow 操作符

前言 Kotlin 拥有函数式编程的能力,使用Kotlin开发,可以简化开发代码,层次清晰,利于阅读。 然而Kotlin拥有操作符很多,其中就包括了flow。Kotlin Flow 如此受欢迎大部分归功于其丰富、简洁的操作符,巧妙使…

【头歌系统数据库实验】实验8 SQL的复杂多表查询-2

目录 第1关:基于派生表查询每个队员解答中超过他平均memory的user_id及题目编号problem_id 第2关:用ANY/ALL实现查询2019级选手(user_id前4位为2019)满足比2020级其中一个选手注册时间早即可的选手 第3关:用聚集查询…

【MySQL】MySQL 在 Centos 7环境安装教程

文章目录 1.卸载不要的环境2.检查系统安装包3.获取mysql官方yum源4.安装mysql yum 源,对比前后yum源5.安装mysql服务6.查看配置文件和数据存储位置7.启动服务和查看启动服务8.登录9.配置my.cnf 1.卸载不要的环境 先检查是否有mariadb存在 ps ajx |grep mariadb如果…

【Linux】系统初识之冯诺依曼体系结构与操作系统

👀樊梓慕:个人主页 🎥个人专栏:《C语言》《数据结构》《蓝桥杯试题》《LeetCode刷题笔记》《实训项目》《C》《Linux》 🌝每一个不曾起舞的日子,都是对生命的辜负 目录 前言 1.冯诺依曼体系结构 2.操作…

文章解读与仿真程序复现思路——电力系统自动化EI\CSCD\北大核心《考虑电力-交通交互的配电网故障下电动汽车充电演化特性》

这个标题涉及到电力系统、交通系统和电动汽车充电的复杂主题。让我们逐步解读: 考虑电力-交通交互的配电网故障: 电力-交通交互: 指的是电力系统和交通系统之间相互影响、相互关联的关系。这可能涉及到电力需求对交通流量的影响,反…