【深度長文】由特斯拉機器人回溯智慧互動硬體50年發展史

【核心觀點】

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有別於市場對特斯拉機器人的看法,我們認為其作為特斯拉的“第二曲線”,本質上與特斯拉的智慧電車相同,均是建立在“輸入——計算平臺——輸出”模型上的智慧互動硬體。

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我們從“點、線、面”三個維度對特斯拉的人形機器人的觀點與看法:在單“點”上,車與人形機器人,均在用“現實世界的AI&攝像頭(矽神經網路&複雜的視覺系統)”來模擬人的“大腦&眼睛(神經網路&視覺問題)”;在“輸入——計算平臺——輸出的邏輯線上”,特斯拉已經看到了未來對數曲線的“平緩期”,機器人“擎天柱”是下一代新硬體;在“研究與認知層面”,未來互動硬體的特徵是“軟硬一體”、“合之為一、衍之為萬”,難點在於解決“對現實世界全域(非局域)的智慧”。

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我們強調,基於未來計算平臺的新硬體,將與智慧手機及之前的硬體有本質性的區別:1)軟硬一體將大勢所趨;2)AI的重要性更加凸顯;3)入局的玩家將前所未有的廣泛。

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本篇報告是我們對智慧互動硬體的“歷史觀”,即站在特斯拉人形機器人的角度,回溯互動硬體50年的發展史,分析思路以人機互動技術為重要節點(互動技術的發展又分為多個階段)回看硬體發展歷史,劃分了互動硬體的之前與之後兩大階段,即互動硬體之前——硬體的工具化時代,互動硬體之後——遊戲主機、個人電腦、智慧手機的進化史;其次,硬體集成了各時代最先進的生產力,我們再聚焦重大技術的突破節點。

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人機:硬體的工具化時代。不論人工智慧還是智慧增強理論,都不能規避的一個問題就是“人與機器的關係問題”。硬體/機器發展的本質是服務於人,若以人機互動技術為節點,人與硬體/機器的關係發生變化:1)互動硬體之前——硬體的工具化時代。在人機互動技術出現前,早期的硬體其實是功能型的工具,與人的溝通是單向性的,更多的作用是延伸人在體力上的能力;2)互動硬體之後——硬體的智慧化時代。機器從機械化到智慧化的發展,尤其是有了人工智慧技術加持之後,開始具備人的認知、思考、執行能力,幫助人類不只是實現體力的進化(力氣的放大),更是延伸人類在腦力方面的能力。

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迭代:垂直通用,大型小型。1)垂直計算硬體——家用遊戲主機。真正意義上在消費者市場售賣的家用遊戲主機是奧德賽,誕生於1972年,再是雅達利、世嘉、任天堂、索尼、微軟的遊戲主機陸續出現,回看這一段競爭史,我們得到的啟發是:最早期的遊戲主機市場也經歷了百花齊放的階段,真命硬體是不斷試錯的迭代史,快速順應產業發展趨勢的重要性,內容的重要性,先發優勢的重要性,但後入局者憑藉資源稟賦仍有機會。2)通用計算硬體——個人電腦與Windows系統。1977年,現象級產品Apple II問世,開啟了個人電腦革命;1984年,麥金塔問世,圖形化介面+滑鼠降低使用者使用門檻;1985年,微軟釋出Windows作業系統,開始推動個人電腦的大範圍普及。3)小型化硬體——掌上游戲機與智慧手機。從形態上來看,計算硬體的發展趨勢是便攜化、小型化。在智慧手機之前,更早意義上的小型計算硬體是掌上游戲機,2010年前後,掌機開始出現明顯的衰落跡象。掌機遊戲的沒落,受到智慧手機這一行動式計算裝置的衝擊。

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硬體集成了各時代最先進的生產力。回顧上述計算文明發展史,我們發現各個時代的代表性計算機硬體的出現與發展離不開關鍵技術的突破,如電晶體、積體電路、微處理器等,硬體集成了各時代最先進的生產力。我們再以現階段的VR/AR為例,首先,VR/AR是對過去50年一系列二維裝置的全部生態的迭代;其次,目前的VR/AR還遠未達到通用型與小型化硬體的標準;最後,未來元宇宙的入口不侷限於VR/AR這種單一的產品形態,預計會獨立發展出其他硬體體系,帶來更多元的互動與應用體驗。站在這個角度看元宇宙及其硬體入口,元宇宙的“真命”硬體同步開啟新硬體時代,在一個通用型裝置問世前,會經歷多次試錯與多場泡沫,“真命”硬體的誕生均是翻山越嶺的進化史。

每一代新計算平臺的開啟,都要靠劃時代的硬體,從PC電腦到智慧手機均如是,劃時代的智慧互動硬體都有一個迭代進化史,在整合所處時代最先進技術的同時,參考遊戲機的進化史,也有一定的偶發性,如任天堂FC的十字鍵。

我們正處於探索未來元宇宙硬體入口的開端之際。

元宇宙是下一代計算平臺,新一輪的產業週期已開啟。歷次計算平臺的迭代都伴隨著新硬體的出現,新硬體是通往元宇宙的入口,至關重要,因此我們的研究思路聚焦於新硬體的誕生與迭代。站在2022年的當下,VR/AR+元宇宙如火如荼,我們需更進一步思考:硬體之於元宇宙這一新計算平臺,僅僅是入口嗎?作為入口的硬體一定是VR/AR嗎?當下VR/AR的發展處於元宇宙發展的哪個階段?

圍繞上述問題,我們梳理了互動硬體50年的發展史,即按照垂直計算硬體(遊戲主機)通用計算硬體(個人電腦)小型化硬體(掌機&智慧手機)這一脈絡進行梳理。我們認為元宇宙這一輪不同於過去50年的計算技術,在於其所依託的新計算硬體帶來的是人的感官體驗、互動、內容等一系列的重構,將人類從過去50年的二維網際網路帶進“模擬”的三維世界。新計算平臺及其硬體的發展蘊藏著巨大的機會,這一過程將持續10年乃至更長時間。

在研究未來之前,我們有必要去回溯硬體的發展歷史,元宇宙未來的演變或許得以從歷史中窺見一定的脈絡或跡象。回溯過去,是為了更好地預測未來。

整個人類計算文明的發展史大約是85年(我們在《元宇宙大投資》一書中有詳細梳理),我們在書中聚焦了眾多關鍵技術節點。但在本文中,首先,我們化繁為簡,聚焦硬體本身,分析思路以人機互動技術為重要節點(互動技術的發展又分為多個階段)回看硬體發展歷史,劃分了互動硬體的之前與之後兩大階段,即互動硬體之前——硬體的工具化時代,互動硬體之後——遊戲主機、個人電腦、智慧手機的進化史;其次,硬體集成了各時代最先進的生產力,我們再聚焦重大技術的突破節點。

1. 人機:硬體的工具化時代

學術的角度來看,硬體是計算機硬體的簡稱,是指計算機系統中由電子、機械及光電元件等組成的各種物理裝置的總稱,是人類處理運算與儲存資料的重要元件。這些物理裝置按系統結構的要求構成一個有機整體,為計算機軟體執行提供物質基礎。

簡而言之,硬體的功能是輸入並存儲程式、資料,以及執行程式把資料加工成可以利用的形式。從外觀上來看,現今的微機由主機箱與外部裝置組成。主機箱內主要包括CPU、記憶體、主機板、硬碟驅動器、光碟驅動器、各種擴充套件卡、連線線、電源等;外部裝置包括滑鼠、鍵盤等。

從廣義的角度,若我們將硬體這一範圍再擴大,去看整個計算文明的發展,可以追溯到半導體時代,資訊科技最早發源於半導體,半導體材料的發明對20世紀的人類文明影響巨大。1833年,英國科學家巴拉迪首先發現硫化銀材料的半導體現象,至今半導體已經成為必不可少的底層材料。時至今日,幾乎所有電子產品與計算機元件裡都有半導體的存在。可以說,半導體為三次計算文明(PC網際網路、移動網際網路、元宇宙)奠定了基礎。

1.1. 人與機器的關係什麼時候開始發生變化?

從半導體革命開始,廣義上的硬體其實有很多,除了計算機,硬體還包括早期的打字機、無線電發報機、電話、電視等,或者叫機器。但是不同的硬體/機器及其在不同的發展階段,對人帶來的功用不同。

以數字計算工具為例,早期人類利用類似符木的工具輔助記錄,如腓尼基人使用黏土記錄牲口或穀物數量。輔助記數的工具之後逐漸發展成兼具記錄與計算功能,諸如算盤、計算尺、模擬計算機及現代的電腦。即使在科技文明的現代,老練的算盤高手在基本算數上,有時解題速度會比操作電子計算機的使用者來得快。但是在複雜的數學題目上,再怎麼老練的人腦還是趕不上電子計算機的運算速度,這之間的差異就在於有了計算能力的機器越來越智慧化。

曾提出“人工智慧”概念的計算機科學家約翰·麥卡錫的研發重點在於用一系列技術模擬人類能力,並用日益強大的計算機硬體與軟體組合試圖取代人類。而“智慧增強”理論的支持者道格拉斯·恩格爾巴特則希望以同樣的技術延伸人類在腦力、經濟、社會等方面的

能力。

不論人工智慧還是智慧增強理論,都不能規避的一個問題就是“人與機器的關係問題”。

硬體/機器發展的本質是服務於人,若以人機互動技術為節點,人與硬體/機器的關係發生變化,機器開始有學習的能力,人開始信任機器。

互動硬體之前——硬體的工具化時代。

在人機互動技術出現前,早期的硬體其實是功能型的工具,與人的溝通是單向性的,更多的作用是延伸人在體力上的能力。人類社會從機械化時代到電氣化時代,再到今天的自動化時代,下一步將進入智慧化時代。在這個過程中,在計算機技術出現之前,人們所用的機械或電氣化的機器只能算作工具,機器的執行步驟仍需要人實時把控,機器起到的作用是輔助/替代人類體力勞動。

互動硬體之後——硬體的智慧化時代。

互動硬體重構與人之間的關係,甚至是構建信任關係。機器從機械化到智慧化的發展,尤其是有了人工智慧技術加持之後,開始具備人的認知、思考、執行能力,幫助人類不只是實現體力的進化(力氣的放大),並可以反過來作用於人,延伸人類在腦力方面的能力。但機器發展至今,仍處於若弱人工智慧階段,在於現今的社會仍處於數字化轉型階段。

傳統的機器之所以被定義為“工具”,而不是“硬體”的原因就在於此。比如在智慧手機出現之前,人們還處於功能機時代,早期大哥大的用途只是打電話,並不是所謂的計算產品;手錶以前只是看時間,而現在的智慧手錶可以記錄運動資料、通訊定位,甚至具備移動支付的功能。當然,工具型產品亦能向智慧硬體轉變,不只是為了增加產品本身的功能,也是為了更多獲取產品使用資料、使用者互動資料,然後基於人工智慧的演算法,讓產品更懂人,更好地服務於人。

1.2. 如何看待新技術下未來的人機關係?

目前的人工智慧技術已經可以替代某些行業的人工勞動,如客服行業,這意味著以AI為核心的智慧硬體開始越來越智慧化。且隨著人工智慧的進一步發展,機器最終會像人類一樣會讀寫文字、識別影象、辨別物體及辨別味道,甚至可以思考、決策,具備情感。超人工智慧的提出與發展對一些行業的職業發展造成了一定的威脅。牛津哲學家、知名人工智慧思想家尼克·博斯特羅姆(Nick Bostrom)把超級智慧描述為“在幾乎所有領域都比最聰明的人類大腦更聰明,包括科學創新、通識、社交技能領域”。

隨著技術的進步、人類數字化程序的加速,機器將會從弱人工智慧階段進化到強人工智慧階段,到了強人工智慧階段,超人工智慧階段就不遠了。從麥卡錫、恩格爾巴特,再到今天的人工智慧領域裡的專家傑瑞·卡普蘭、盧西亞諾·弗洛裡迪、約翰·馬爾科夫等人,對於他們來說,人工智慧技術革命是否實現或者早已有了答案。更關鍵的問題其實在於,機器人會不會產生高階智慧?機器人是否最終會取代人類?人工智慧與人類究竟應該形成什麼樣的關係?純粹的技術層面的討論已經不能解釋當前的困惑,關於這些問題的討論需要被賦予更多的哲學意義。

2. 迭代:垂直通用,大型小型

過去50年,我們歷經了多種互動硬體的迭代,從早期的垂直計算硬體——遊戲主機,到通用計算硬體——個人電腦,再到目前的小型化硬體——掌機&智慧手機,互動硬體進化史大致是遵循垂直計算硬體通用計算硬體小型化硬體這樣的發展路徑。

2.1. 垂直計算硬體——家用遊戲主機的誕生

在過去的50多年內,出現過很多的計算裝置,更早時期的有如上文所述的打字機等。但從半導體帶來的革命來看,互動硬體的發展浪潮要追溯至20世紀70年代,其中最早開始流行的是遊戲主機,電子遊戲(Electronic Games)又稱影片遊戲(Video Games)或者電玩遊戲,是指所有依託於電子裝置平臺而執行的互動遊戲,遊戲的發展一定程度上帶動了硬體的迭代。

遊戲的發展會正向迴圈推動硬體與科技的進步。

從PC上能顯示運動影象,到PC遊戲畫質越來越好,這一定程度上正是源於玩家對遊戲內容的要求越來越高。遊戲是一種隨科技發展而誕生的文化活動,不僅包括最核心的顯示、晶片技術,發展至今還涉及5G通訊網路、雲計算等硬科技。遊戲本身就是一種結合了科技與文化的載體,高階技術為更具沉浸感與互動性的遊戲提供了基礎架構,而遊戲也反過來推動新科技的探索與發展,以此形成正向迴圈:為了滿足玩家更高的遊戲娛樂需求,遊戲及科技廠商持續投入研發,推出算力更高、效能更強的新硬體與技術,

當新硬體與技術出現後,其所能應用的場景將遠不止於遊戲,將作為通用型的技術溢位至其他應用方向或場景。

在2021年的中國遊戲產業年會科技共生論壇上,騰訊互動娛樂副總裁張巍分享了類似的觀點:自誕生以來,中國遊戲產業一直都與網際網路以及軟硬體技術共融共生、共同發展。一方面,幾乎每一次技術浪潮,都在重塑遊戲的面貌與形態;另一方面,得益於使用者體驗需求的不斷提高,遊戲也成為科技創新重要的助燃劑,許多高新技術的“先導”性應用場景牽引著眾多高精技術產業的快速發展。

相比我們所熟知的任天堂FC、索尼PS、微軟Xbox,最早的遊戲機要追溯到1972年的奧德賽,從第一款家用遊戲主機至今,已經過去了 50 年。遊戲機見證著人類科技史的進步,在不同發展階段出現了劃時代意義的產品,影響著如今包括電視、電腦、智慧手機、VR/AR等在內的其他電子產品市場的發展。遊戲主機這一互動硬體先於個人電腦的發展,所以我們先回顧遊戲機發展歷史上的重要節點,以便更好地預測未來VR的發展趨勢。我們認為在未來1-3年內,VR/AR在消費者市場大機率以遊戲主機的形態存在與推進。

2.1.1. 第一波浪潮(1972-1977年):電子遊戲萌芽期與奧德賽

電子遊戲這一產物的萌芽時期為20世紀50年代末。1958年,物理學家威廉·辛吉勃森(William Higginbotham)博士,發明了一款叫作Tennis for Two的遊戲,這款遊戲執行在示波器上,可以支援兩個人對戰打2D的網球。這個“遊戲機”只是放在實驗室裡,是電子遊戲的雛形。

1962年,麻省理工學院的學生史蒂芬·羅素(Steve Russell)及其同學開發出了Space War 遊戲,在PDP-1小型機上執行,是公認的世界上第一款電子遊戲,至此揭開了電子遊戲機的序幕。

雖然PDP-1被稱為“小型機”,但其體積碩大,擁有一個大衣櫃一樣大小的主機,而且價格昂貴,因此只有高校與科研機構才有機會配備。但即便如此,這款遊戲靠著粉絲們的熱情推動,最終執行到了上千臺裝置上。甚至PDP-1生產商將該遊戲預置進了系統中,隨機附送。

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真正意義上在消費者市場售賣的家用遊戲主機(Home Video Games Console,有別於街機)是奧德賽(Odyssey),由被譽為“電子遊戲之父”的拉爾夫·貝爾(Ralph H。 Baer)研製出。奧德賽遊戲機在1972年9月正式發售,售價為100美元,3年期間共售出了33萬臺。

奧德賽作為TV遊戲機,先於PC遊戲的問世,隨後對遊戲產業產生了重大影響。

奧德賽的計算效能只有方塊,缺乏計分系統、無法輸出聲音、只能使用電池,這樣一款看似簡陋的遊戲機卻給整體電視機市場帶來了巨大震撼,使得只能觀看的電視機變得可以與使用者進行互動。在此之前,人們也在探討未來的遊戲機應該以什麼樣的形態呈現,其中有很多人就認為遊戲機會與電視機一體化。但奧德賽的製作人及家用電視遊戲的啟蒙者拉爾夫·貝爾則認為遊戲機不應該是與電視機一體的,電視也不應該是隻能觀看的機器,而應該有更高、更強的互動娛樂性,遊戲機可作為電視機的一個外設存在,透過外設使用者可以與電視機中的內容進行互動。

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2.1.2. 第二波浪潮(1977-1983 年):雅達利2600

雅達利2600(Atari 2600)是由雅達利公司在1977年10月發行的一款遊戲機,是電子遊戲第二世代的代表主機,一經發布就在市場上引起轟動,成為當時美國最暢銷的電子產品,讓電子遊戲真正得到了普及。當時一臺雅達利2600的售價約199美元,在1979到1982的三年間,雅達利2600遊戲機在全美擴張,在其長達170個月的生命週期(1992年1月1日停止發售)中累計售出3000萬臺,其普及度已達到了美國家庭3戶一臺的程度。

雅達利2600的重大創新之處是可更換遊戲卡帶。

在此之前的遊戲機,遊戲是固化在ROM 中的,一旦使用者玩膩了這個遊戲,其主機的使用壽命也就終止了。而雅達利2600的革命性突破是機身上多了一個卡槽,使用者可以透過更換遊戲卡帶的方式玩各種各樣的遊戲。這一重大創新使得雅達利2600主機保持了相當的吸引力,憑藉此創新,家用遊戲機才真正超越了其他玩具,成為主流娛樂硬體。

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雅達利2600的開發開始於1971年,但是因資金不足,公司於1976年被華納公司以2800萬美元現金收購。至1977年正式發售時,公司在整個專案上的投資超過了1億美元。

但在1983年,雅達利遊戲機霸主的地位轟然倒塌,美國遊戲機市場迎來了巨大的下滑,市場規模縮水90%以上,從32億美元縮水至 1985 年的1億美元左右,被稱為“雅達利衝擊(Atari Shock)”。究其原因,有如下幾個:

1) 創始團隊出走,公司不注重軟硬體本身的研發。

雅達利曾一度成為美國最賺錢的公司之一,是眾多工程師嚮往的公司,喬布斯也曾是公司員工之一。但雅達利創始人諾蘭·布什奈爾(Nolan Bushnell)離開後,一直是由華納在主導經營雅達利公司,華納只注重售賣雅達利遊戲機,重數量而輕質量,過度地追求短期的利潤,而忽略對硬體與遊戲內容本身的迭代研發,奠定了衰落的基調;

2) 劣質第三方遊戲氾濫。

在“數量壓倒質量”的策略下,雅達利對第三方遊戲的質量與內容沒有進行很好的管控,使得一大批同質化、劣質甚至涉及情色、種族歧視的遊戲充斥市場,引發了使用者的抵制,導致雅達利品牌形象大跌,這也為雅達利崩盤事件埋下了伏筆;

3) 《E.T. 外星人》成為崩盤導火索。

1982年的聖誕檔期,華納要求雅達利團隊在儘可能短的時間內做出《E。T。 外星人》這一IP遊戲,但最終只用6個星期就面世的《E。T。 外星人》質量極差,與宣傳嚴重不符,這使得雅達利的聲望跌至谷底,大量遊戲機與遊戲卡帶滯銷。在這次衝擊下,絕大多數為雅達利2600開發遊戲的工作室相繼破產。

2.1.3. 第三波浪潮(1983-1987年):任天堂FC(紅白機),開啟現代遊戲產業

雅達利2600於1983年開始退出遊戲機市場,但家用遊戲機已深入人們的娛樂生活。在“雅達利衝擊”的影響下,北美的遊戲機市場一蹶不振。但是若干年後,來自大洋彼岸的一家日本公司重新激活了北美遊戲機市場。

20世紀80年代初的日本市場上充斥著十多種TV遊戲主機,總市場規模卻不到300萬臺。1983年7月15日,任天堂(Nintendo)推出FC(Family Computer)紅白機,開始書寫遊戲產業新紀元。FC憑藉優異的效能與較低的價格取得了市場成功,當時負責遊戲軟體開發的宮本茂也攜團隊推出了幾款膾炙人口的遊戲,如《大金剛》《大力水手》《馬里奧兄弟》等,首批47萬臺遊戲機迅速銷售一空,不到一年時間,FC銷量突破300萬臺。

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任天堂FC是當時的全球家用遊戲機霸主。

任天堂開啟了日本遊戲產業,也開啟了現代遊戲史,FC開始風靡世界,FC紅白機及《超級瑪麗》《超級馬里奧》等經典遊戲也成為國內80後的珍貴回憶。1985年10月,NES(FC美國版)在美國發售,到1989年,任天堂的遊戲機已佔領美國90%、日本95%的市場份額,全球銷量達到6700萬臺。

從雅達利2600到任天堂FC,任天堂主要是在以下兩個方面進行了創新:

一是建立了嚴格的稽核制度以把控遊戲質量。

在FC推出早期,基本上所有的遊戲都是由任天堂下屬的遊戲軟體公司開發的,但當遊戲機的銷量超過300萬臺時,遊戲數量已不足以滿足大量使用者的需求。因此,1984年任天堂開始接納第三方遊戲開發廠商,引入豐富的遊戲內容。最初有六家遊戲軟體廠商入選,包括哈德森(HUDSON)、南夢宮(NAMCO)、泰 託(TAITO)、 卡普空(CAPCOM)、傑力(JALECO)與科樂美(KONAMI),被當時業界稱為“六大軟體商”。任天堂吸取了雅達利崩盤的教訓,建立了“權利金制度”來把控遊戲軟體質量:1)遊戲卡帶必須由任天堂來生產,且遊戲的訂貨、流通、批發均由任天堂控制的批發組織初心會負責;2)每個廠商每年能夠在FC上發售的遊戲數量有限制,根據廠商規模大小定在1-6個不等;3)根據預估銷量,廠商須提前交足權利金。

權利金制度本質是開發授權的制度,現在看來,這種制度對於控制軟體質量相當有效,一方面任天堂透過收取權利金賺取了豐厚的收益,另一方面也形成了對各個遊戲廠商非常大的掌控權。雖然這種帶有一定“霸王條款”性質的權利金制度有力地確保了FC遊戲機上的遊戲品質,卻也為日後索尼PS加入競爭,大量遊戲廠商投靠索尼陣營埋下了伏筆。

二是重新定義了遊戲的硬體互動方式。

從硬體本身的角度看,相較於雅達利2600,任天堂FC的硬體效能有很大的提升。此外,任天堂最大的創新是手柄十字鍵的發明,它重新定義了遊戲的硬體互動方式,使得遊戲操作更具人性化,帶有十字鍵的手柄成為現今遊戲機的標配。除了硬體互動之外,重新定義遊戲軟體互動方式的是《超級馬里奧》,它定義了橫版2D卷軸這一類遊戲。

任天堂開啟了日本遊戲產業的起點,也開啟了現代遊戲產業。

雖然世界上第一臺家用遊戲機誕生於20世紀70年代,但它只能呈現簡單的方塊線條,且是單色的,那時還不能稱這是一個“產業”。現代遊戲產業始於任天堂,以FC紅白機的問世為代表,真正意義上的家用遊戲機開始風靡世界,並促進遊戲產業發展壯大。

2.1.4. 第四波浪潮(1988-1993年):世嘉MD,迎來16位主機時代

任天堂是20世紀80年代末的家用遊戲主機的絕對霸主,在任天堂FC的成功之後,世嘉(SEGA)、日本電氣(NEC)、索尼等日本公司也紛紛加入了戰場,遊戲主機市場進入了群雄割據的時代。遊戲產業發展的同時,計算機、電視與顯示技術也在進步,硬體CPU的計算效能已經發展到16位數,1978-1979年Intel、Motorola、Zilog陸續推出了16位微處 理器。

16位主機時代是以日本公司世嘉於1988年推出的16位遊戲機Mega Drive(簡稱MD,美國稱 Genesis)為起點的,並於1989年9月進入美國市場,售價為190美元。由於當時主機遊戲市場已基本被任天堂所壟斷,世嘉則展開了差異化的競爭策略:一是開拓新的玩家使用者群,推出了大量以成年玩家為主要物件的遊戲;二是率先使用效能更高的16位微處理器,提高硬體效能的競爭力。

任天堂較大的戰略失誤是輕視了硬體效能的重要性。

任天堂8位主機時代的霸主,1987-1988年,FC豐厚的收入使得任天堂對於開發次世代主機的動力不足,也忽略了提升遊戲主機的硬體效能,如1989年任天堂推出的掌機Game Boy效能就較為一般(後續在小型化硬體章節具體分析)。所以在16位主機時代,任天堂的反應略顯遲緩,在16位遊戲主機的競爭之中遭到後起之秀世嘉MD的狙擊,世嘉MD的市場佔有率開始提升。面對巨大的競爭壓力,任天堂不得不開始投入新一代16位主機的開發。1990年11月,時隔7年任天堂才發售了下一代16位主機 ,即超級任天堂SFC(美國版為SNES),簡稱超任。

任天堂SFC的面世,標誌著任天堂與世嘉的競爭進入白熱化階段。

在日本市場,SFC的推出仍然受到玩家的擁躉;但在北美市場,由於SNES的上市時間晚於MD兩年,SNES第一年的銷售情況不太樂觀,當時MD已經在美國建立了較為龐大的使用者基礎。根據GameRes遊資網資料,1992年,世嘉在北美家用主機的市場份額達到55%,到1993年的市佔率進一步提升至65%。

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2.1.5. 第五波浪潮(1994-2000年):索尼PS,進入32位、3D遊戲時代

實際上從8位機到16位機,硬體效能的提升並沒有發生質變,任天堂依然是非常頭部的遊戲主機廠商,只不過越來越多的入局方已出現,瓜分市場。

20世紀90年代初,恰逢32位處理器、3D技術的發展。家用遊戲主機市場在1994年開啟了一次非常重大的變革,硬體的效能開始發生質變,遊戲主機進入32位時代,可以執行3D遊戲,這一波技術浪潮帶來了一個新的視窗期。任天堂早期對硬體效能的忽視致使其在北美市場競爭力的衰退,為其後索尼PS輕易佔領北美市場提供了契機。

除了計算硬體效能的提升,以軟盤(Floppy Disk,FD)、光碟(Optical Disc,CD)等為代表的新儲存技術也在迅速發展。早期,任天堂曾採用軟盤技術來解決FC遊戲卡帶容量不足的問題,推出FC外接配件FC磁碟機,即使用卡帶作為遊戲標準載體,並搭配其他儲存方式擴充套件儲存容量。FC磁碟機以軟盤為儲存介質,軟盤在當時作為電腦的主流儲存介質,具備容量大、價格低的特點,且能夠反覆寫入新遊戲,這可以大幅降低遊戲廠商的成本。

索尼作為當時電子行業的龍頭,是任天堂遊戲機的聲學晶片供應商,也是CD-ROM新儲存技術重要的推動者。因此,1990年前後,任天堂與索尼合作,共同展開SFC CD-ROM 擴充周邊的研發,以對抗NEC、世嘉等競爭對手所推出的基於CD-ROM儲存的遊戲主機。由CD技術標準制定者之一的索尼提供CD-ROM的軟硬體技術,雙方合作開發了SFC CD-ROM擴充元件“SFC-CD”,以及整合主機“Play Station”,遊戲機既可玩傳統卡帶遊戲,也相容CD格式的遊戲。

在1991年5月的消費電子展(CES)上,索尼宣佈與任天堂正在共同開發名為“Play Station”的新主機。然而戲劇性的是,第二天任天堂單方面毀約,轉而宣佈與另一家有CD技術專利的公司飛利浦進行合作。之後,索尼繼續將Play Station專案推進下去,藉機推出了自己的獨立遊戲機品牌,仍然沿用PlayStation這一名字(去掉了原名稱中間的空格)。

1994年12月,索尼正式發售了自研的32位遊戲主機PlayStation(簡稱PS),售價39800日元,這款遊戲主機更像是一個家庭娛樂系統,既能玩遊戲,又能播放索尼即將設計的新的CD光碟。索尼的入局,加速了家用遊戲機的發展程序,PS一代是世界上第一部在全球範圍內售出1億臺的遊戲主機(不考慮掌機)。

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1994年是具有歷史意義的一年,索尼PS的發售是主機遊戲產業又一個重要發展節點,其對遊戲產業的改變是:

軟硬體方面,採用32位微處理器,並帶動遊戲主機從卡帶向CD-ROM儲存模式的轉變。

索尼PS主要硬體配置為32位RISC CPU、32位Sony GPU、16位Sony SPU、雙倍速CD-ROM光碟機。其中PS使用CD作為儲存介質,有諸多優勢,CD-ROM甚至成為之後20多年內的主流資料載體:1)儲存容量大。能支撐3D遊戲所需的資料容量,比如光盤遊戲《阿比逃亡記》能儲存大量的資料內容,允許開發團隊做出電影般的遊戲畫面;2)製作效率高。傳統遊戲卡帶製作週期長,需提前3個月預定下單;3)製作成本低。傳統遊戲卡帶製造成本遠高於CD,更低的成本有利於消費者與開發商。

內容方面,帶動電子遊戲產業進入3D時代。

由於搭載了更高效能的3D專用硬體,索尼 PS最大的特點是在描繪3D多邊形畫面上做了強化,能夠實現3D畫面的實時渲染,因此索尼PS主打3D遊戲內容,其上著名的3D遊戲大作包括《生化危機》《寂靜嶺》《合金裝備》《最終幻想》等。

競爭格局方面,遊戲主機內容市場開始呈現百花齊放的狀態。

作為一款效能強大的新主機,索尼PS為遊戲開發商開闢了新的市場機會,且索尼的品牌號召力吸引了眾多知名遊戲廠商加盟,尤其是兩大重量級遊戲廠商SQUARE與ENIX宣佈攜鉅作Final Fantasy VII、Dragon Quest VII離開任天堂轉投PS後,日本眾多知名遊戲軟體廠商紛紛加盟索尼。不同於任天堂強勢的權利金制度,索尼對於第三方遊戲開發商則較為開放包容,遊戲主機與內容市場開始逐漸呈現出百花齊放的局面。

其實在索尼PS發售前的一個月,世嘉也釋出了自己的新一代32位遊戲主機世嘉土星(SEGA Saturn,簡稱 SS),使用CD-ROM 作為儲存介質。主機發售前的一個月,首批20萬臺SS遊戲機被預定一空。1995年5月,索尼與世嘉同時宣佈旗下PS與SS銷量超過100萬臺,兩大32位主機的競爭進入白熱化狀態。但在美國市場,世嘉卻沒有繼承MD的市場優勢,美版世嘉SS初始售價為 399 美元(後降至 299 美元),價格比索尼PS高100美元,實際效能卻不及索尼PS。後世嘉在與索尼的價格戰中,因巨大的成本壓力而居於劣勢。

1996年,任天堂釋出了64位主機 Nintendo 64(簡稱 N64)雖然上市時間晚於世嘉SS與索尼PS,但依然獲得了大量玩家的支援,首批50萬臺主機於十天內售罄。但最終N64只賣出3000多萬臺,遠不及索尼PS的一億臺,其失敗主要源於其仍然使用落後的卡帶模式。由於卡帶製造成本遠高於CD,N64逐漸失去第三方遊戲軟體商的支援,在發售之後的好幾個月內一直缺乏內容支撐,因此N64也是歷史上遊戲種類最少的主流遊戲機之一。

索尼PS在價格、效能與儲存空間等方面做到了很好的平衡。

雖然PS不是第一款32位主機,不是第一款支援光碟的主機,也不是第一款支援3D圖形的主機,但PS卻完美融合了32位、光碟與3D圖形等新要素,且能在價格上做到優勢,極具價效比。另外,在遊戲生態的搭建上,索尼對第三方開發商較為寬容,在大量高質量的第三方遊戲廠商的加持下,索尼PS成功搶佔市場,成為新一代主機遊戲龍頭,並得以快速打造出自己的遊戲平臺PlayStation。

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在PS一代成功之後,索尼並未止步於此,開始著手PlayStation下一代主機的研發工作。時隔6年,PS2最終於2000年3月正式發售。相較於PS1,PS2除了在3D畫面實時渲染的效能與功能上有較大提升,在其他方面也有所創新:

1)主機向下相容。

向下相容功能對新主機發售初期的品牌宣傳至關重要,PS2推廣了向下相容的概念(指新世代主機能夠相容執行舊世代的遊戲),即PS2可以相容PS1遊戲,此後其他主流遊戲主機 Xbox 360、Wii等都具備向下相容的功能。

2)相容DVD播放。

PS2剛好誕生於DVD普及的時代,PS2的成功在於其不只是一個出色的遊戲平臺,而且還是一個兼備 DVD 播放器的實用娛樂平臺,為使用者提供了多樣化的娛樂方式。PS2於2012年11月3日正式停產,根據Statista統計,PS2累計售出超1。5億臺,成為歷史上銷量最高的遊戲主機。索尼給我們的重大啟發意義在於,硬體產業的殘酷性——先發、先驗均不能保證打“終局”,硬體產業中,“活著”永遠是硬道理。

2.1.6. 第六波浪潮(2001-2013年):微軟Xbox的挑戰,帶動歐美遊戲廠商重新崛起

進入21世紀,彼時的微軟已經透過控制計算機產業鏈上的作業系統,從而掌控了整個個人電腦產業,以Windows + Office的組合強勢切入了辦公場景。為了尋找新的盈利點,除了辦公場景之外,微軟一直也覬覦著客廳場景。比爾·蓋茨曾在其1995年所著的《未來之路》一書中,描繪了未來透過計算機控制家庭裡家電的場景。除了個人電腦,智慧家居中最重要的一個日常生活場景就是家庭娛樂,因此微軟計劃從家庭客廳娛樂切入。微軟一定程度上也是智慧家居的先驅者。

此前微軟本身也在做PC端的遊戲,自1997年左右開始進軍家庭主機市場,最初以合作的方式進行佈局,計劃為遊戲硬體廠商開發軟體與作業系統,但碰壁之後,微軟決定推出自有的遊戲主機。面對競爭已經較為激烈的家用遊戲主機市場,不同於索尼的路徑,微軟進軍遊戲主機市場的方式主要靠投資,陸續收編其他硬體廠商的人才,收購多家遊戲工作室。

2001年11月15日,微軟在美國正式發售了自有的遊戲主機Xbox,首發獲得了成功。Xbox的成功之處在於硬體效能高、具備Xbox Live聯網功能、價效比高,售價僅299美元(後於2002年降至199美元)。在這樣的低價策略下,每賣出一臺微軟將虧損125美元,最終微軟Xbox在全球的銷量約2400萬臺,雖然遠落後於索尼PS2(售出1。58億臺),但是卻勝過任天堂NGC(售出2174萬臺)、世嘉DC(售出1045萬臺),在同世代的遊戲主機中居於第二位。第一代Xbox總預計虧損50億美元,微軟以低價的策略強勢入局主機遊戲市場,給其他廠商帶來了衝擊,世嘉、NEC等多家公司退出了市場,最終只剩下以優質內容與創意見長的任天堂,以及資金實力雄厚的索尼。巨頭入場,導致行業進入壁壘大幅提升。

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初代Xbox的成功重新燃起了歐美遊戲開發商的熱情,自此歐美遊戲廠商開始崛起。同時微軟乘勝追擊,2005年11月22日,微軟推出新一代具備代表性的遊戲主機Xbox 360,正式拉開了三大主機遊戲廠商的競爭。由於Xbox 360搶先PS3一年發售,售價仍為299美元,在PS3缺席的情況下,Xbox 360在發售後的半年內售出約600萬臺,率先佔據較大的歐美市場份額。

2006年11月,索尼與任天堂各自發布新一代的遊戲主機索尼PS3與任天堂Wii,隨著新世代遊戲主機發售,三足鼎立的競爭格局形成。三家的次世代遊戲機各具優劣勢,根據Statista統計,微軟 Xbox 360、索尼PS3、任天堂Wii在全球的累計銷售分別為8000萬臺、8000萬臺、1億臺。其中任天堂 Wii 的銷量遙遙領先,源於其採取了錯位競爭策略,雖然Wii的效能不及Xbox360與PS3,但Wii最大的優勢與創新在於將體感裝置引入了遊戲主機,開闢了新的體驗方式。Wii開發代號為“Revolution”,表示電子遊戲的革命——體感遊戲革命,發售第一年銷量就達2000萬臺,迅速搶佔了大量輕量玩家甚至是非玩家市場。

隨著三大廠商的新世代遊戲主機的全面上市,遊戲主機市場的競爭白熱化,索尼、微軟、任天堂三足鼎立的競爭格局形成直至今日。2022年1月,微軟宣佈將以687億美元收購動視暴雪,收購完成後,微軟在遊戲領域的優勢將大幅提升。

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回看雅達利、世嘉、任天堂、索尼、微軟這一段在遊戲主機時代的競爭,我們得到的啟發是:

1) 最早期的遊戲主機市場也經歷了百花齊放的階段。

回看雅達利那一時代,雖然主機遊戲市場的發展處於非常早期的階段,但是競爭特別激烈,有來自各行各業的入局者。對映到當下,對於元宇宙、VR/AR這類新鮮事物,“全民元宇宙”是很有可能發生的;

2) 真命硬體是不斷試錯的迭代史。

在一個真正意義上非常流行的裝置問世前,會經歷很多次試錯,中間也會有泡沫;

3) 快速順應產業發展趨勢的重要性。

從任天堂的壟斷到世嘉、索尼的崛起,這其中最根本的原因是任天堂忽略了硬體效能的重要性。直1996年,任天堂推出的遊戲機N64還是基於遊戲卡的主機,這種落伍的主機給其他競爭者創造了機會;

4) 內容的重要性。

雅達利的失利絕大部分的原因是在後期不重視遊戲內容與玩家體驗;任天堂的後來居上一部分也源於對內容的重視性,包括索尼也較為重視與遊戲內容廠商的合作;

5) 先發優勢的重要性。

但後入局者憑藉資源稟賦仍有機會,掌握關鍵的技術環節,實現彎道超車。比如索尼,雖然一開始任天堂在遊戲主機市場上處於領先地位,但索尼依靠其他產品優勢在市場中佔據一定的話語權,併成功切入主機遊戲賽道;再比如微軟憑藉雄厚的資金實力,透過收購、降價補貼等方式切入市場。

2.2. 通用計算硬體——個人電腦與Windows系統的誕生

2.2.1. 1977年:現象級產品Apple II問世,開啟了個人電腦革命

1977年4月,蘋果在舊金山的西海岸電腦展覽會上舉辦了首次盛大的產品釋出會,推出了 Apple II電腦,這是全球首臺真正意義上的個人電腦,支援280*192解析度的影片輸出,可顯示16種色彩,並且擁有單聲道聲音輸出架構,從此電腦可以發出聲音。Apple II的最初定價為1298美元,後續又推出了多種改良型號,在接下來的16年中,各種型號的Apple II共售出了接近600萬臺。Apple II開啟了個人電腦革命,在於其面向的是大眾,而不僅僅是狂人與工程師,Apple II的上市與後來的普及深刻影響了後繼的許多種微電腦。

Apple II的成功之處主要在於配備了殺手級應用“VisiCalc”,打入消費級市場。

相比其他電腦,Apple II真正開創了個人電腦產業,而Apple II的成功重要推進器是電子製表與個人財務程式VisiCalc,這是Excel的雛形。作為世界上第一款電子表格軟體,VisiCalc最早於1977 年問世,並於1979年與Apple II電腦擁綁銷售,VisiCalc成為當時較為流行的個人計算機應用程式,也助力Apple II在商業、家庭與學校使用者之間進行普及,VisiCalc在1979年被評為最佳 軟體。

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2.2.2. 1984年:麥金塔(Macintosh)問世,圖形化介面+滑鼠降低使用者使用門檻

Apple II問世後,銷量急劇上升,從1977年的2500臺猛增到1981年的21萬臺,將蘋果公司推向了一個新興產業的頂峰。但Apple II與我們現在用的電腦有一個巨大的不同——沒有滑鼠,操作全部依靠命令列加鍵盤,即在鍵盤上輸入一串字元,計算機就會在螢幕上顯示相應的字元,通常是熒光綠色的字元襯上深色的背景。直到1983、1984年蘋果Lisa、Mac的推出,帶來了巨大的革新,帶來了圖形化操作介面與新外設硬體滑鼠。

Apple II之後,喬布斯繼續探索下一代個人電腦,目標是打造一款操作簡單、價格低廉、適合普通人使用的大眾電腦。1979年,Apple II的潛在繼任者有三種機型:

1) Apple III——1980年5月,Apple III上市,雖然Apple III記憶體更大,螢幕可以一行顯示更多字元,並且能區分大小寫字母,但最終銷量慘淡,主要源於相較前一代並沒有根本性的革新。次年,蘋果個人電腦業務的最大競爭對手 IBM 也推出了首款個人電腦,使用的是過時的命令列提示符,螢幕也只能顯示字元,而不是圖形介面的點陣圖顯示。

2) “麗薩(Lisa)”專案——全球首款同時採用圖形使用者介面(GUI)與滑鼠的個人電腦,於1983年面市,但當時的蘋果沒有考慮到消費者對電腦消費的承受能力,昂貴的價格使得眾多使用者更願意採購價格相對低廉的IBM電腦。Apple Lisa於1986年8月正式退出歷史舞臺。

3) “安妮(Annie)”專案(後改名為Mac專案)——開發者為傑夫·拉斯金(Jeff Raskin),致力於為大眾製造一臺擁有簡單圖形介面與簡潔設計的廉價電腦。拉斯金也促成了喬布斯與蘋果的同事們關注到一家優秀的研究中心——施樂,它是圖形介面技術的先驅。

施樂公司的帕洛奧圖研究中心(Palo Alto Research Center)成立於1970年。在麗薩電腦誕生之前,電腦還是DOS系統,而施樂的工程師們正在研發一種友好的使用者圖形介面,以取代操作複雜的命令列與DOS提示符,希望研發出小孩子也能輕鬆操作的個人電腦。研發團隊將桌面的概念應用到螢幕上,螢幕上可以顯示很多檔案與資料夾,使用者可以移動滑鼠來點選自己想要使用的內容。在蘋果的麗薩與麥金塔電腦問世之前,早在1981年,施樂就推出了自己的電腦“施樂之星”(Xerox Star),這臺電腦運用了圖形使用者介面、滑鼠、點陣圖顯示、視窗以及桌面概念,但執行緩慢、價格昂貴,且主要瞄準的是企業市場,因此銷量慘淡。

源於施樂公司圖形介面的靈感,喬布斯及其團隊對施樂的圖形介面技術進行了巨大改進,改進的並不僅僅是細節,而是整個概念。比如施樂的滑鼠設計有三個按鍵,結構複雜,兩個輪子只能實現上下或左右滑動,且不能用來在螢幕上拖拽視窗。而蘋果團隊設計出的滑鼠,用滾球代替了兩個輪子,可以操縱游標向任意方向移動,且介面設計上,使用者不僅可以任意拖拽視窗與檔案,還可以將它們拖到資料夾中。施樂的系統中,不管是調整視窗的大小還是更改檔案的副檔名,使用者都必須選擇一條指令後才能執行操作。而蘋果團隊完善了桌面概念,添加了漂亮的圖示與位於視窗頂端的下拉選單,以及雙擊滑鼠開啟檔案與資料夾的功能。

1979年,傑夫·拉斯金成為了小規模研發“安妮”電腦的負責人,後改名為麥金塔(Macintosh),喬布斯也全力投入Mac專案。經過5年對施樂的圖形介面技術與其他細節(甚至是字型、標題欄設計、電路板等)的打磨,蘋果麥金塔個人電腦終於在1984年1月釋出。麥金塔配備了革命性的圖形作業系統,相較於麗薩,麥金塔尺寸更小、執行速度更快、價格更低,成為計算機發展史上的里程碑級產品,創造了十天銷售5萬臺的成績。

蘋果至今仍與其他科技型公司調性不同,有著特立獨行的風格。蘋果從創立之初,其基因就一直強調“軟硬一體化”發展,喬布斯將這一基因深深的烙印在蘋果公司文化之中。喬布斯認為一臺電腦要真正做到優秀,其硬體與軟體必須是緊密聯絡在一起的。如果一臺電腦要相容那些在其他電腦上也能執行的軟體,它必定要犧牲一些功能。他認為最好的產品是“一體的”,是端到端的,軟體是為硬體量身定做的,硬體也是為軟體度身定製的。正因此,才使得麥金塔有別於微軟(以及之後谷歌的安卓)所創造的作業系統環境,麥金塔上使用的作業系統只能在自己的硬體上執行。

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2.2.3. 1995年:Windows95推出,高效能可以處理多媒體

大約在1982年,當蘋果開始著手研發麥金塔電腦時,喬布斯為比爾·蓋茨展示了麥金塔計算機概念產品,以及圖形介面的作業系統。喬布斯希望微軟為麥金塔電腦編寫BASIC程式,以及開發圖形介面版本的應用軟體,如全新的電子表格Excel、文字處理Word等應用程式。隨後,微軟組建了一個大型團隊負責該專案。彼時,微軟主要靠將傳統的DOS作業系統授權給IBM併兼容電腦使用而賺取收入。

與蘋果堅持走封閉路線的商業模式不同,微軟的策略是軟體的開放、相容與廉價。在與蘋果的合約到期之後,微軟也將軟體售賣給了其他公司,1983年11月,蓋茨宣佈微軟計劃為IBM個人電腦開發Windows作業系統,Windows作業系統將採用圖形介面,有視窗、圖示與可以指向並點選的滑鼠。由於與大廠IBM進行合作,微軟DOS系統得到迅速推廣,在此後的版本更迭中,微軟始終保證了產品的相容性,因此留住了大量的使用者。

微軟於1985年釋出Windows 1。0作業系統,雖然該版本很不完善,更像是在DOS上面嵌套了一層UI,但是已經能夠支援單視窗,Window 2。0可以支援多視窗。1990年,微軟終於推出了第一款真正意義上的圖形化Windows作業系統——Windows 3。0,憑藉此前積累的眾多使用者,該系統一經推出就廣受好評,得到了迅速推廣。微軟於1991年10月釋出了 Windows 3。0的多語版本,為 Windows在非英語母語國家的推廣起到了重大作用。1994年,微軟釋出Windows 3。2版本,這一版的Windows開始支援中文,對於中國人來說,這才是使用Windows的開端。

微軟從無到有開創了一種全新的商業模式,即靠銷售軟體獲得收入。

在蓋茨開創靠銷售作業系統獲利的這套模式之前,整個計算機產業還沒有形成明確的分工,當時軟體的價值必須依託於硬體才能實現,鮮少有公司將單獨售賣軟體作為主要的商業模式。雖然最早的商業化圖形作業系統的個人電腦產自於蘋果,但將簡單易用的個人電腦普及到千家萬戶的,卻是微軟。在推進計算機產業不斷成熟、細化分工的程序中,微軟起到了關鍵作用。

Windows 3。0的釋出,也助力微軟扭轉了在個人電腦領域的劣勢,奠定了其在PC作業系統的壟斷地位。而相對應地,蘋果在個人電腦的市場份額從這一年開始迅速下降。

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1995年8月24日,微軟釋出了Windows 95,這是最具劃時代意義的Windows系統。Windows 95 是一個混合的16位/32位Windows作業系統,其版本號為4。0,開發代號為 Chicago。Windows 95是微軟之前獨立的作業系統MS-DOS與Microsoft Windows 1。x、2。x、3。各系統的直接後續版本,同時特別捆綁了一個版本的DOS的視窗版本(MS-DOS 7。0)。

Windows 95帶來的影響極為深遠,促進計算機的效能大幅提升,可以處理多媒體任務。

一方面,從系統本身來看,Windows 95最大的貢獻之一在於圖形使用者介面較Windows 3。2的大幅革新,帶來了更強大、更穩定、更實用的桌面圖形使用者介面,使用者能夠更快速地開啟各種應用程式、系統設定、資料夾目錄。Windows 95某些創新元素甚至一直沿用至今,如開始選單、工作列、USB、檔案瀏覽器、IE瀏覽器等功能;另一方面,對微軟自身而言,Windows95的釋出結束了桌面作業系統間的競爭,在發行的一兩年內,Windows 95成為有史以來最成功的作業系統,1995-2000年微軟市值開啟第一輪的大幅上漲 行情。

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2.2.4. 1994年之後:網際網路/移動網際網路豐富應用場景

網際網路技術社會化啟用階段始於1994年。1994年,美國克林頓政府允許商業資本介入網際網路建設與運營,網際網路得以走出實驗室進入面向社會的商用時期,開始向各行業滲透。這也是我國網際網路發展的起步階段。1994年4月,中關村地區教育與科研示範網路工程進入網際網路,這標誌著我國正式成為有網際網路的國家。20世紀90年代是網際網路大發展的時代,全球資訊網誕生,諸多瀏覽器問世,谷歌、搜狐、新浪、騰訊、阿里巴巴等網際網路公司成立。

移動互聯時代,智慧移動裝置的出現使得網路使用者數量及上網時間大幅增長,獲取、產生資訊的端點數量與互動頻率大幅增加,聯網的空間與場景變化多樣,並由此衍生出豐富多樣的應用程式,滲透至日常生活的方方面面,產生的資料量也以幾何級快速增長。2010年開始之後的十年,是移動網際網路的黃金十年,移動網際網路的紅利期突出表現為鱗次櫛比的應用創新:2011年的團購、2012年的自媒體、2013年的大資料、2014年的網際網路金融、2015年的O2O、2016年的直播 / 新零售、2017年的共享經濟、2018年的短影片/區塊鏈、2019年的人工智慧、2020年的社群團購。

2.3. 小型化硬體——掌上游戲機與智慧手機的誕生

從形態上來看,計算硬體的發展趨勢是便攜化、小型化

。如今智慧手機已經成為人們生活的一部分,除了功能健全外,主要原因還是其便攜性。硬體技術的方向一直在向微型化發展,自然帶動包括電腦在內的硬體向小型化方向發展,這是技術進步的結果,也是人們需求的結果。

在智慧手機之前,更早意義上的小型計算硬體是掌上游戲機,約誕生於20世紀70年代末、80年代初。掌上游戲機最早由美國玩具巨頭美泰於1976年開發出來,但真正推動掌機發展的是任天堂,至今任天堂一直是掌機領域的頭部廠商。

1980年,任天堂的橫井軍平研發推出了第一款掌機Game & Watch,在當時掀起了一片風潮,全球累計銷量高達4340萬臺。Game & Watch 只有手掌大小,按鍵僅有四個,後來引入了控制方向的“十字鍵”,部分設計理念一直沿用至今。不過限於當時的技術條件,Game&Watch功能過於簡單,遊戲也無法更換,所以並未取得太大成功。

1989年,真正意義上的掌機時代來臨,標誌是任天堂推出的Game Boy。Game Boy與當時的行動電話大小相當,配有一塊無夜光功能的小型液晶顯示屏,一個方向操縱按鈕與四個控制按鈕以及一個揚聲器;採用插卡式設計,玩家可購買各種遊戲卡帶體驗不同遊戲。Game Boy是現代掌機雛形,奠定了按鍵規格與遊戲卡帶等一系列沿用至今的產業標準與設計理念。

雖然 Game Boy的硬體效能劣於同時代的其他遊戲機,然而憑藉非常多的可玩性較高的遊戲,Game Boy取得了巨大的成功。截至2003年,Game Boy全球累計銷量1。2億臺,是2004年以前銷量最高的遊戲機。

在Game Boy獲得巨大成功後,任天堂又推出了改進機型Game Boy Pocket(1996年)、Game Boy Light(1998年)、Game Boy Color(1998年,配備彩色螢幕,畫面效果有較大提升),Game Boy Advance(2001年)。其中 Game Boy Advance 迎來了非常大的升級,是一部32位的掌機,使用彩色液晶顯示屏,效能得到了大幅提升,全球累計銷量約8000萬臺。

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2004年11月,任天堂釋出全新的掌機品牌 Nintendo Dual Screen(簡稱NDS),配備了雙螢幕顯示,其中下方的螢幕為觸控式螢幕;並配置有麥克風聲音輸入裝置與Wi-Fi無線網路功能。NDS創造了新的銷售記錄,所有機型合計售出1。5億臺,成為史上銷量最高的掌機。NDS的成功之處在於其便攜性,使之進化為老少皆宜的綜合型電子娛樂產品,也促使便攜遊戲主機市場規模得以成倍擴張。

2004年之前,任天堂一直是掌機領域的霸主,雖然其它公司也推出過一系列掌機,不過因為遊戲內容等方面的原因,銷量完全與Game Boy不在一個數量級,都成了曇花一現的產品。直至2004年索尼的入局,才打破了任天堂在掌機領域一家獨大的地位。2004年12月,索尼推出了掌機PlayStation Portable(簡稱 PSP),PSP是索尼的第一代掌上游戲機,與家用遊戲主機PS3屬同世代產品。

PSP不只是一臺遊戲機,更是一臺綜合型的掌上多媒體娛樂終端裝置。

索尼PSP採用4。3英寸16 :9螢幕,解析度為480*272;效能上,PSP配備了美國MIPS技術公司的兩顆 RISC 架構的R4000處理器,主頻333 MHz,遊戲畫面達到掌機的新高度;另外,PSP可播放MPEG4格式的影片檔案、MP3格式的音樂檔案,是一臺集合了多種功能的掌上多媒體終端。

得益於高效能與多功能的娛樂體驗,且價格低廉,PSP一經上市便風靡全球,在中國大陸地區的銷量遠超NDS,成為一種十分流行的行動式娛樂裝置。PSP在其長達11年的生命週期內共銷售了約8000萬臺,是同世代NDS強有力的競品。PSP的意義在於打破了任天堂在掌機領域的壟斷地位,此後在掌機遊戲領域任天堂與索尼兩家獨大。

2017年3月,任天堂發售跨時代的雙形態遊戲機Switch,採用家用機、掌機一體化設計理念,支援4K電視輸出與720P掌上輸出。隨著Switch一同發售的,還有護航大作《塞爾達傳說:曠野之息》。在三大遊戲主機廠商中,任天堂善於突破常規,以給玩家帶來創新的遊戲體驗,Switch最大的亮點就在於其具備攜帶與家用兩種可變換形態。Switch一經發售,便受到了火熱的追捧,銷量一路攀升,根據任天堂財報,截至2021年9月底,Switch主機已在全球售出9287萬臺,遊戲軟體售出6。81億份。

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在本就相對小眾的掌機市場,加上生產商的地域侷限性,或多或少造就了掌機的壟斷特點,最終形成了任天堂與索尼兩家獨大的競爭格局。縱觀掌機發展史,2010年之前可以說是掌機最輝煌的時代,但2010年是一個分水嶺。

2010年前後,掌機開始出現明顯的衰落跡象,任天堂自2010年起營業收入連續8年下滑,2012年更是出現了30年來首次虧損。其實不僅是任天堂與掌機遊戲市場受到衝擊,索尼及整體遊戲主機市場均出現了銷量下滑的現象,究其原因是智慧手機的出現。2010年蘋果最經典的iPhone 4釋出,標誌著智慧手機時代的加速來臨。

掌機遊戲的沒落,受到智慧手機這一行動式計算裝置的衝擊。

智慧手機的軟硬體迭代速度遠高於掌機,甚至高於個人電腦,例如iPhone基本每年都會升級其硬體配置。手機最初只是簡單的通訊工具,如早期的大哥大隻能撥打電話,至2010年之後的智慧手機已經發展成了集通訊、娛樂、辦公、生活於一體的必需品。

尤其是對於遊戲行業來說,使用者注意力的遷移促使遊戲開發商、遊戲硬體廠商的業務重心向智慧手機市場傾斜,手機硬體的高速發展使得其效能越來越強勁,手機的強勢登場不僅對掌機、家用主機遊戲市場,甚至是PC遊戲市場均產生了衝擊。根據GameRes遊資網資料,以掌機大本營的日本市場為例,2013年移動遊戲市場已翻一番突破了50億美元,並超越了主機遊戲市場,也誕生出像 GungHo這樣的大型手機遊戲公司(GungHo成立於1998年,但發跡於2013年)。而像傳統掌機遊戲大廠史克威爾艾尼克斯,也及時轉型成為手機遊戲公司。

根據SuperData,2016全球遊戲產業的市場規模達到910億美元,其中移動遊戲的市場規模達到406億美元,佔據了全球近半份額,超過了PC平臺與主機平臺,這也是移動遊戲在市場規模上首次超越PC平臺。

3. 硬體集成了各時代最先進的生產力

透過回溯工業與網際網路這兩大變革對人類進步程序的影響,我們發現工業革命爆發後的兩百多年裡,生產力得到了大幅的提升,主要是源於科學技術的發展,加速了人類進步的速度。

每跨越一個時代,表面上是人們生活方式的改變,實際上是生產力革新帶來的社會生產力要素的變化。農耕時代的生產力大部分靠人力、畜力,從18世紀60年代的工業革命開始,生產力得到大幅躍升,源於工業革命帶來了蒸汽機、電力等各類先進的技術,人類社會在工業革命後步入發展快車道。

四次工業革命中,前兩次的蒸汽革命與電力革命主要圍繞“能源”展開(蒸汽與電力),後兩次的資訊革命與智慧革命主要圍繞“資訊”展開。約1950年起,第三次工業革命帶來了資訊科技,技術成為先進生產力,以計算機、航空航天、原子能為代表,我們進入資訊時代。第三次工業革命相對於第二次工業革命的變化巨大,工業不再侷限於簡單機械,人類社會也不侷限於物理世界,計算硬體得以迅速發展,並奠定了此後七十多年的新興技術發展基礎。在網際網路時代,生產力被進一步解放,新興技術層出不窮,如人工智慧、雲計算、區塊鏈、量子計算等。

雖然1946年第一臺電子計算機就在美國問世,但早期的計算機體積龐大、價格昂貴,只在特定領域使用,如軍事領域。歷史程序上,重大技術變革往往發生在戰爭時期。技術革命伴隨著軍事承包商的發展而興起,並迅速擴充套件到電子公司、微晶片製造商、影片遊戲軟體設計師與計算機公司。

3.1. 20世紀30年代,半導體材料的發展

半導體是導電性介於導體與絕緣體中間的一類物質。與導體、絕緣體相比,半導體材料的發現是最晚的,直到20世紀30年代,材料的提純技術改進以後,半導體的存在才真正被學術界認可。半導體的發展歷史一定程度上代表了人類現代科技的文明史,如果說機械的發展解放了人類的勞動力,那麼半導體的發展則解放了人類的計 算力。

半導體主要由四個部分組成:積體電路、光電器件、分立器件、感測器,由於積體電路又佔了器件80%以上的份額,因此通常將半導體與積體電路等價。積體電路按照產品種類又主要分為四大類:微處理器、儲存器、邏輯器件、模擬器件,統稱為晶片。

計算硬體與積體電路從產生到成熟大致經歷瞭如下過程:電子管——電晶體——積體電路——大規模/超大規模積體電路,相應的計算機也經歷了從數位電子計算機——電晶體計算機——積體電路計算機——微型計算機的發展。

3.2. 1946年,第一臺數位電子計算機

美國賓西法尼亞大學於 1946年使用真空管制造出第一臺數位電子計算機ENIAC,這臺計算機每秒能完成5000次運算。第一代電子計算機使用了大量的電子管,電子管的大小大與現今的燈泡差不多大小,ENIAC共裝備了18000只電子管,佔地 170平方米、重30噸,有著體積大、功耗大、發熱高、壽命短、電源利用效率低等缺點。

3.3. 1947年,電晶體時代的到來與電晶體計算機

1947年12月,第一款點接觸型電晶體在美國貝爾實驗室誕生,由約翰·巴丁(John Bardeen)與沃爾特·布拉頓(Walter Brattain)發明;1948年1月,肖克利(Shockley)在推出了面接觸型的電晶體,這預示著電晶體時代的到來,也是微電子技術發展中第一個里程碑。1956年,肖克利、巴丁、布拉頓三人,因發明電晶體同時榮獲諾貝爾物理學獎,肖克利也被譽為“電晶體之父”。

電晶體的發明促進半導體工業與計算機迅速發展。電晶體這種小巧的、消耗功率低的電子器件能夠代替體積大、功率消耗大的電子管,使用晶體管制造的計算機能夠大幅降低功耗。1955年,美國貝爾實驗室研製出世界第一臺全電晶體計算機TRADIC,裝有800只電晶體。相較於電子管,電晶體的優勢在於尺寸小、重量輕、壽命長、效率高、發熱少、功耗低。

1955年,美國在阿塔拉斯洲際導彈上裝備了以電晶體為主要元件的小型計算機。由於電晶體計算機價格比電子管計算機便宜,使得計算機從只能運用於少數尖端領域中,開始向人們的生產與生活中普及。1956年起,IBM公司設計生產的計算機與打卡機開始使用電晶體。1958年,IBM公司製成了第一臺全部使用電晶體的計算機RCA501型。

3.4. 1958年,積體電路與積體電路計算機

1958-1959年,德州儀器(TI)的傑克·基爾比(Jack Kilby)與仙童公司(Fairchild)的羅伯特·諾伊斯(Robert Noyce)間隔數月分別發明了積體電路(IC),這標誌著積體電路時代的到來。積體電路的發明對半導體產業的發展產生了重大影響。

積體電路是電子管與電晶體之後的第三代計算機路線,其將電晶體、電阻、電容器、電子管等一連串電子元件全部整合在一小塊或幾小塊半導體晶片上,功耗低、體積小,效能卻遠超之前,是計算機工業內公認的未來方向。

20世紀60年代初,IBM集中精力開發積體電路計算機,根據其設計方案,新一代積體電路計算機將同時支援科學計算、商業應用、資訊處理。1964年,IBM推出了世界第一臺積體電路計算機IBM360。這是一款真正跨越代際的計算機,其在硬體效能與相容性上,均遠超上一代電晶體計算機。

英特爾公司的聯合創始人之一戈登·摩爾也在積體電路的早期發展程序中扮演著重要的角色,於1965年提出了著名的“摩爾定律”:積體電路上可容納的電晶體數目,約每隔18個月便會增加一倍,效能也將提升一倍。摩爾定律的提出,為後面幾十年半導體行業的發展指明瞭方向,半導體行業也進入了高速發展期。

3.5. 1971年,大規模/超大規模積體電路與微型計算機

在積體電路計算機蔚然成勢後,積體電路與電子器件持續向更小的外型尺寸發展,每個晶片可以封裝更多的電路。根據一個晶片上整合的微電子器件的數量,積體電路可以分為以下幾類:小型積體電路(SSI)、中型積體電路(MSI)、大規模積體電路(LSI)、超大規模積體電路(VLSI)、特大規模積體電路(ULSI)、巨大規模積體電路(GSI)。

1971年,英特爾推出了全球第一個商用計算機微處理器(CPU)4004,是一款4位的處理器,僅包含2300個電晶體;同時還推出了1KB動態隨機儲存器(DRAM),標誌著大規模積體電路出現。1978年,64KB動態隨機儲存器誕生,不足0。5平方釐米的矽片上集成了14 萬個電晶體,標誌著超大規模積體電路時代的來臨。超大規模積體電路研製成功,大力推動了微電子技術的進步。

微處理器的問世意義重大,開創了微型計算機的新時代,微型計算機採用的是大規模或超大規模積體電路晶片。20世紀70年代以後,計算機所使用的積體電路的整合度迅速從中小規模發展到大規模、超大規模的水平,微處理器與微型計算機應運而生,各類計算機的效能得以迅速提升。

1977年是個人電腦發展歷史上重要的一年,Commodore PET(康懋達個人電子處理器)與AppleII相繼問世,開啟了個人電腦革命,應用領域從科學研究、政府機構逐步走向家庭。

1979年,英特爾推出5MHz 8088微處理器。1981年,IBM基於8088微處理器推出自己的第一臺個人電腦——IBM 5150,配備了微軟公司的磁碟作業系統(X86-DOS)、電子表格軟體Visicale與文字輸入軟體Easywriter。lBM 5150奠定了現代個人電腦的原型,之後英特爾所推出的微處理器以及微軟所推出的作業系統的發展,大致可以代表個人電腦的發展史。

此後,積體電路繼續向特大規模、巨大規模發展,硬體效能大幅提升,計算機進一步向小型化發展,膝上型電腦與平板電腦陸續出現。網際網路出現後,計算機開闢了一個新的時代,應用更加廣泛,人類社會加速向數字化轉型。

回顧上述計算文明發展史,我們發現各個時代的代表性計算機硬體的出現與發展離不開關鍵技術的突破,如電晶體、積體電路、微處理器等,硬體集成了各時代最先進的生產力。我們再以現階段的VR/AR為例,首先,VR/AR是對過去50年一系列二維裝置的全部生態的迭代;其次,目前的VR/AR還遠未達到通用型與小型化硬體的標準;最後,未來元宇宙的入口不侷限於VR/AR這種單一的產品形態,預計會獨立發展出其他硬體體系,帶來更多元的互動與應用體驗。

“真命”硬體的誕生均是翻山越嶺的進化史。

站在這個角度看元宇宙及其硬體入口,元宇宙的“真命”硬體同步開啟新硬體時代,在一個通用型裝置問世前,會經歷多次試錯與多場泡沫。有一種觀點稱,目前的 Oculus Quest 2有可能僅相當於當年的雅達利2600。現今距離Meta收購Oculus已經過去了7年,在這7年時間內,Oculus所獲得的階段性成功經過了多年的試錯,以及VR/AR產業本身的發展也歷經了一次低谷期。

目前Oculus Quest等各類VR/AR硬體的效能仍有不足,依賴於關鍵硬科技的突破。硬科技分為兩類,一類是有積累的技術,是基於個人電腦、智慧手機硬體的迭代;另一類是新技術或者是積累相對比較少的技術,相較於前50年的計算硬體,VR/AR這一硬體涉及到一些新技術的運用,比如有關全身動捕、新互動、觸覺等感官的技術,需增加更多的感測器。因此,VR/AR的發展有兩個長期的核心矛盾,第一是顯示,主要包括顯示屏與光學技術,如VR與AR的顯示屏不同,光學技術涉及更多的感測器;第二是裝置小型化,諸多超強效能的計算硬體整合到足夠輕薄的VR頭顯/AR眼鏡上。

最後,回到本章節開頭我們所提出的問題:“硬體之於元宇宙這一新計算平臺,僅僅是入口嗎?作為入口的硬體一定是VR/AR嗎?當下VR/AR的發展處於元宇宙發展的哪個階段?”,經過本章對互動硬體50年發展史的梳理,我們對互動硬體的發展規律有了更清晰的認識。

4.風險提示

流動性環境收緊超預期,市場競爭加劇,軟硬體技術迭代低於預期,新產品推廣效果低於預期。

報告日期:2022。06。27

詳詢安信傳媒:焦娟、馮靜靜、王利慧、王晶晶

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