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把13亿中国人拉到一个群会发生什么?

  •   admin · 2018-9-16 10:06:39 · 38 次点击 ·阅读模式     

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    后台总有些脑洞大的朋友向我们提出奇奇奇怪的问题,比如前两天就有人问——
    “把 13 亿中国人民都拉到一个微信群里在技术上能实现吗?”……
    听到这个问题,全厂的人都炸了。要知道一个微信群最多只能有500人啊,QQ群也只有2000而已。当你有机会加入一个2000人QQ群的时候,你就已经感受到“信息爆炸”的可怕……
    13亿人的微信群?Are you sure?
    然鹅,鹅厂的工程师们的艺高人胆大,居然有人跳出来认认真真地做了回答。喏,就是下面这位开发小哥哥,他给出了一个知乎万赞的回答,请好好欣赏他的灵魂作画!
    先说结论:也许可以实现,但你会什么都看不见。
    根据2017年《微信数据报告》的公开数据[参考1]:
    2017年9月,微信日均登陆9.02亿人,日均发送消息380亿次
    这意味着平均每人每天发送信息42条,如果全国人民(对了,现在全国人口已经接近14亿)在同一个群里说话,这个群每天出现的信息就高达:
    这么多信息仅仅是匀速发送的话,考虑到大家的睡眠,睡觉的8小时不算,那么手机里每秒要接收的信息就是:
    哇塞,每秒超过100万条啊!目前主频最高的手机CPU之一,高通骁龙845有2.8GHz的处理能力[参考2],一共是8核。
    如不计算安卓系统、显示刷新、网络IO等CPU操作的话,每条信息能分配到的计算能力是:
    这是什么概念?全球第一款微处理器是1971年英特尔推出的Intel 4004[参考3],这个老古董的主频也有108KHz啊。所以21.9KHz就是啥也干不了。
    幸好IT界有个摩尔定律:每18个月CPU性能就能翻倍(或者价钱是一半)。虽然现有科技已经很难让主频提升(某牙膏厂拼命挤也只有5Ghz)。
    但假设我们使用了黑科技提升主频。等到了2025摩尔定律[参考4]失效时,我们的手机CPU主频应该达到:
    看起来不错嘛,不过每条消息能得到的计算能力将达到:
    呵呵,依然没有达到Intel 4004的水平,所以结果就是你等了7年,还是进不了这个全国群抢一个红包。
    好吧,咱们让手机接入一个给力点的电脑, 比如说曾经全球超算第一名的太湖之光[参考5],用他的1千万个CPU核心来帮忙处理这个宇宙第一大微信群。算力的问题算是有了着落。
    我们假设平均每条消息有10个汉字,这大概相当于30 byte,算上应用层会加上一定的控制字符,再加上TCP/IP网络层的数据消耗大概是74 byte,取个整,平均每条消息有100 byte。
    而每个byte 相当于8个bit,所以这时每秒需要的网络带宽大约是:
    这时千万不要有人发红包,否则需要的带宽就更大了。
    理论上,4G网络能支持1000Mbps[参考6],但别忘了,是全国人民在同一个群里,而你周围的人也需要同样的带宽,这使得你附近的基站不堪重负,陷入瘫痪。
    为了避免网络瘫痪导致你抢不到红包或者看群消息,你需要搬到一个周围没有人的基站,比如放暑假了全校只有你还没回家的时候。
    不过运营商的日子就不好过了,因为这一秒全国上下的流量就达到了惊人的:
    这相当于2017 4月份的全国移动数据总流量的65.7%[参考7],同时意味着每18秒就能用完全国一年的流量 。运营商瑟瑟发抖.gif
    如果把1.146Ebit数据用2TByte 3.5英寸硬盘(20mm高)装起来,然后叠起来,有1433.25m,相比之下,全球最高楼——迪拜的哈里发塔只有区区828m。
    当然,如果确实有需要,我相信电信运营商们肯定砸下重金为你建设全世界最大的宽带网络。
    不过,接下来该花钱的就不是运营商——而是腾讯了。
    为了处理这1.146Ebps 的流量,腾讯需要准备11466万套交换机和服务器。
    目前一台大厂4口万兆交换机售价大约是4000元,一台便宜带万兆口的服务器则大概需要10000元,这两项加起来的费用是:
    呃,仅仅这两项就相当于深圳2014年全年的GDP[参考8]。这里还不包括网线、电线、服务器机架、机房托管、电费、运行支出……
    况且,这么多设备的存放也是个问题。一台带万兆(10Gbps)口的2U服务器有88.9mm高,这样叠起来就有:
    这差不多是中国到美国的飞机航线距离啊,用来修铁路也是够够的了。
    好了,有了这么多设备加持,这下你终于可以愉快地进了群。
    但你惊讶地发现,屏幕上除了白色,什么都没有——这是因为你的眼睛没办法接收这么快的数据!
    人眼的视觉暂留时间是100-400毫秒[参考9],而我们这个群每秒钟就要显示102万条信息,每条消息停留的时间只有大概0.0001毫秒。相比之下,电影、电视都有41毫秒。
    因此你还没来得及看清消息,它就已经消失了,最后只留下一团白色的色块在屏幕的正中央。
    歪,妖妖韭吗?我的手机着火了,能不能来一下……
    参考资料
    [1]:2017微信数据报告:日登录用户超9亿 日发送消息380亿次
    [2]:高通骁龙 845 平台 | Qualcomm
    [3]:Intel芯片设计35年:从4004到80核心I
    [4]:Moore’s law
    [5]:The 48th edition of the TOP500 list
    [6]:The “true 4G” standard
    [7]:2017年4月通信业主要指标完成情况(一)
    [8]:深圳统计年鉴2017
    [9]:Simple and contingent aftereffects of perceived duration in vision and audition

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