世界算力簡(jiǎn)史(下)

今天終于要完結(jié)了……
█?1980-1990:PC時(shí)代
IBM-PC和“兼容機(jī)”
上一篇,我們說(shuō)到,70年代微處理器崛起,使得個(gè)人電腦開(kāi)始大量出現(xiàn)。
這種情況,讓傳統(tǒng)巨頭IBM感受到了威脅。一直以來(lái),他們都專注于大型機(jī),導(dǎo)致忽視了小型機(jī)的市場(chǎng)。
為了亡羊補(bǔ)牢,他們也決定啟動(dòng)個(gè)人電腦研發(fā)計(jì)劃。
1980年3月,IBM召開(kāi)一次高層秘密會(huì)議,設(shè)立“Chess(國(guó)際象棋)”項(xiàng)目,專門研發(fā)個(gè)人電腦(Personal Computer這個(gè)詞,就是這時(shí)被IBM提出來(lái)的)。
負(fù)責(zé)這個(gè)項(xiàng)目的,是唐·埃斯特利奇(Don Estridge)。他帶領(lǐng)了一個(gè)13人小組,蹲在弗羅里達(dá)州博卡拉頓鎮(zhèn)的一間倉(cāng)庫(kù)里,進(jìn)行秘密研發(fā)工作。

最開(kāi)始的時(shí)候,他們打算采用自己的處理器(IBM 801)和操作系統(tǒng)。但考慮到時(shí)間緊迫(領(lǐng)導(dǎo)要求1年內(nèi)搞定),他們還是決定與第三方合作。
1981年8月12日,他們的工作有了成果,IBM公司正式推出了IBM-PC(IBM5150),搭載的是英特爾的8088處理器(16位,4.77MHz),以及微軟的PC-DOS操作系統(tǒng)。

IBM-PC售價(jià)為1565美元,擁有16K內(nèi)存(可以根據(jù)需要擴(kuò)展到256K),帶有5.25英寸軟盤。它為擴(kuò)充能力設(shè)計(jì)了總線插卡,可以讓用戶加裝顯卡,并自行選擇黑白或彩色顯示器。
IBM-PC推出后,很快獲得了巨大的成功,第一年銷售就超過(guò)20萬(wàn)臺(tái),1985年更是超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)。
它不僅被評(píng)為《時(shí)代》周刊封面的“年度人物”,還榮膺了“二十世紀(jì)最偉大產(chǎn)品”的稱號(hào)。(可惜的是,作為IBM-PC的締造者,唐·埃斯特利奇在1985年死于空難。)

IBM-PC的成功,吸引了很多廠商對(duì)它進(jìn)行“仿制”。他們參考IBM-PC的標(biāo)準(zhǔn),打造可以“兼容”使用IBM-PC配套軟件、擴(kuò)展卡和外設(shè)的產(chǎn)品,稱為“兼容機(jī)”(電腦DIY的鼻祖)。
1982年6月,哥倫比亞數(shù)據(jù)產(chǎn)品公司(Columbia Data Products)推出了第一臺(tái)IBM PC兼容機(jī)——MPC 1600。11月,康柏(Compaq)緊隨其后,推出了與IBM PC兼容的便攜式電腦——Portable(1983年3月出產(chǎn))。

“兼容機(jī)”配置靈活,價(jià)格便宜,很快搶走了IBM-PC的市場(chǎng)份額。1983年,IBM占據(jù)PC市場(chǎng)份額的大約76%。到了1986年,就跌成了26%。這讓IBM郁悶不已。
英特爾的崛起
PC兼容機(jī)的全面崛起,真正受益者是英特爾和微軟。
IBM-PC使用的8088,是英特爾在1979年推出的。
1982年2月,英特爾搞出了和8088完全兼容的第二代PC處理器80286,用在IBM PC/AT上。

8088/80286芯片,都是16位處理器,當(dāng)時(shí)在技術(shù)上并不算領(lǐng)先。1979年,摩托羅拉就已經(jīng)率先推出了32位的處理器——MC68000,領(lǐng)先英特爾至少半代。

蘋果公司的Apple Lisa與Macintosh(麥金塔,1984年1月發(fā)布,是首個(gè)采用了圖形界面操作系統(tǒng)的個(gè)人電腦),用的就是MC68000。
直到1985年7月,英特爾公司終于推出了自己姍姍來(lái)遲的32位處理器——80386。

這款處理器迎合了兼容機(jī)的需求,獲得了巨大的成功。
值得一提的是,IBM公司早期比較強(qiáng)勢(shì),他們研發(fā)IBM-PC的時(shí)候,選擇了英特爾的芯片,就強(qiáng)制要求英特爾將設(shè)計(jì)和代碼開(kāi)放給AMD公司,讓AMD成為第二供應(yīng)商。
后來(lái),兼容機(jī)越來(lái)越多,都采用了英特爾的芯片,變成了英特爾掌握話語(yǔ)權(quán)。于是,從80386開(kāi)始,英特爾就不再開(kāi)放任何資料給AMD。
1987年,AMD以違約為由,一紙?jiān)V訟將英特爾告上了法庭,英特爾隨即反訴。兩者的壟斷和侵權(quán)官司,陸陸續(xù)續(xù)打了8年。
雖然最后AMD打贏了官司,但錯(cuò)過(guò)了CPU發(fā)展的黃金時(shí)期,也被英特爾甩開(kāi)了差距。
80年代中期,日本半導(dǎo)體的崛起,也給英特爾等美國(guó)公司帶來(lái)了極大威脅。
后來(lái),傳奇CEO安迪·格魯夫(Andy Grove)掌舵英特爾,砍掉了存儲(chǔ)半導(dǎo)體業(yè)務(wù),聚焦微處理器業(yè)務(wù),才把英特爾給救了回來(lái)。

1989年,英特爾推出了80486處理器,獲得了市場(chǎng)的歡迎。
憑借80486的出色表現(xiàn),英特爾的業(yè)績(jī)超過(guò)了所有的日本半導(dǎo)體公司,成為世界第一的半導(dǎo)體生產(chǎn)商。
微軟的DOS/Windows
再來(lái)看看微軟。
微軟當(dāng)年給IBM-PC開(kāi)發(fā)的DOS,是自己買的“二手貨”。

1976年,美國(guó)的DR公司成功研制出一套名為CP/M(Control Program/Monitor,控制程序/監(jiān)控)的操作系統(tǒng),專門用于搭載了英特爾8080芯片的微型計(jì)算機(jī)(包括Altair 8800)。
IBM本來(lái)想用這套系統(tǒng),但是沒(méi)談攏。
后來(lái),SCP(西雅圖計(jì)算機(jī)產(chǎn)品)公司有一個(gè)名叫蒂姆·帕特森(Tim Paterson)的程序員寫了一個(gè)QDOS系統(tǒng)(Quick and Dirty Operating System,快速和骯臟的操作系統(tǒng),后改名為86-DOS),是CP/M系統(tǒng)的變種。

比爾蓋茨眼光很準(zhǔn),買斷了這個(gè)系統(tǒng)(還挖走了蒂姆·帕特森),改了改,變成PC-DOS,賣給了IBM。
IBM-PC火了以后,微軟的DOS就跟著出名了。然后,微軟就不斷更新,出了很多新版本。
蘋果的Macintosh推出圖形界面操作系統(tǒng)后,給了比爾蓋茨很大震撼。于是,就進(jìn)行了“參考”,于1985年11月推出了Windows 1.0 。

早期的Windows只是DOS的“外殼”,中看不中用,所以備受用戶吐槽。于是,微軟就開(kāi)始了全新內(nèi)核的開(kāi)發(fā),也就是后來(lái)的Windows NT。
微軟其實(shí)還和IBM一起搞了一個(gè)OS/2操作系統(tǒng),結(jié)果后來(lái)擺了IBM一道,放棄了。
80年代,因?yàn)镻C兼容機(jī)的普及,造就了一個(gè)巨大的IT市場(chǎng)。很多新公司成立,也有很多新產(chǎn)品推出。
例如,1982年9月,3Com公司推出了世界上第一款網(wǎng)卡。1984年,英國(guó)AdlibAudio公司推出了第一款聲卡——魔奇聲卡。1985年,Philips和Sony合作推出CD-ROM驅(qū)動(dòng)器?!?/p>
這些硬件產(chǎn)品,讓PC變得更加強(qiáng)大,也給用戶帶來(lái)了更好的體驗(yàn)。
█?1990-2000:互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代
Wintel聯(lián)盟
進(jìn)入90年代后,英特爾和微軟已經(jīng)成為真正的巨頭,市值超過(guò)千億美元。
英特爾的奔騰系列x86處理器,還有微軟的Windows操作系統(tǒng),是所有PC的標(biāo)配。他們組成的Wintel聯(lián)盟,牢牢掌握著PC市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。

在工作站和服務(wù)器領(lǐng)域,英特爾和微軟面對(duì)的局面有點(diǎn)復(fù)雜。
在處理器方面,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。當(dāng)時(shí),主要分為兩個(gè)陣營(yíng)。
一個(gè),是以SUN、SGI、IBM、DEC、HP、摩托羅拉等廠商為代表的RISC-CPU陣營(yíng)。他們主張采用RISC-CPU架構(gòu)(RISC,簡(jiǎn)單指令計(jì)算機(jī))。

另一個(gè),是以英特爾和AMD為代表的CISC-CPU陣營(yíng)。他們主張采用CISC-CPU架構(gòu)(CISC,復(fù)雜指令計(jì)算機(jī))。
雖然RISC速度更快,當(dāng)時(shí)更被行業(yè)看好,但安迪·格魯夫領(lǐng)導(dǎo)下的英特爾,依然堅(jiān)持以CISC-CPU作為自己的主要方向。
最終,英特爾憑借巨大的研發(fā)投入,還有兼容性和量產(chǎn)速度上的優(yōu)勢(shì),戰(zhàn)勝了其它對(duì)手,成功鞏固了自己的地位。(不過(guò),英特爾應(yīng)該不會(huì)想到,若干年后,他們還是在RISC上栽了大跟頭。)
在操作系統(tǒng)這邊,微軟的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是強(qiáng)大的UNIX/Linux陣營(yíng)。
UNIX,以及后來(lái)誕生的Linux及其發(fā)行版(例如Ubuntu、Debian、Centos、Fedora、 Redhat Linux),是服務(wù)器操作系統(tǒng)的主流選擇。

Windows雖然也推出了Windows NT,但因?yàn)榉€(wěn)定性上不如Unix/Linux,所以市場(chǎng)份額并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。
信息化
在奔騰處理器的助力下,PC的性能有了很大的提升。而Windows的不斷完善,也讓普通人有了操作計(jì)算機(jī)的能力。
90年代,因?yàn)榘雽?dǎo)體技術(shù)的高速迭代,存儲(chǔ)技術(shù)也變得越來(lái)越成熟。內(nèi)存和硬盤的容量越來(lái)越大,閃存和各式各樣的存儲(chǔ)卡也開(kāi)始出現(xiàn),讓媒體的拷貝和保存變得更加方便。
如果說(shuō),80年代的PC,對(duì)用戶來(lái)說(shuō)只是嘗鮮。那么,90年代的PC,已經(jīng)是真正的生產(chǎn)力工具了。

人們不僅用PC來(lái)聽(tīng)音樂(lè)、看視頻、玩游戲,還用它來(lái)編輯文檔、建立表格、處理數(shù)據(jù)。
在PC的幫助下,人們充分感受到IT算力帶來(lái)的生活品質(zhì)改善,以及生產(chǎn)效率提升。
整個(gè)人類社會(huì)的信息化進(jìn)程,開(kāi)始加速。
互聯(lián)網(wǎng)大爆發(fā)
給信息化又添了一把火的,當(dāng)然是互聯(lián)網(wǎng)。
經(jīng)過(guò)80年代的不斷膨脹和擴(kuò)張,ARPANET終于演變成了覆蓋全球的互聯(lián)網(wǎng)。
1991年8月6日,英國(guó)物理學(xué)家蒂姆·伯納斯·李(Tim Berners-Lee),正式提出了World Wide Web,也就是如今我們非常熟悉的www萬(wàn)維網(wǎng)。

他還提出了HTTP(超文本傳送協(xié)議)和HTML(超文本標(biāo)記語(yǔ)言),設(shè)計(jì)了第一個(gè)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器,并建立了世界上第一個(gè)web網(wǎng)站。
互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),更是給人們打開(kāi)了新世界的大門?;ヂ?lián)網(wǎng)就是一個(gè)擁有無(wú)限資源的寶庫(kù),各種各樣的網(wǎng)站、論壇,令人眼花繚亂。強(qiáng)大的即時(shí)通訊工具,也滿足了人們的通信和社交需求。
互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)超出了技術(shù)的范疇。它構(gòu)建一個(gè)線上的虛擬世界,衍生出很多新的商業(yè)模式,徹底改變了人類社會(huì)。

互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,催生了很多的互聯(lián)網(wǎng)公司。
這些公司購(gòu)買了大量的服務(wù)器,建設(shè)了機(jī)房,為用戶提供服務(wù)。例如郵箱服務(wù)、音視頻下載服務(wù)、網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)服務(wù)等。
信息科技的發(fā)展方向開(kāi)始發(fā)生變化。一種新的算力服務(wù)模式,開(kāi)始逐漸向我們走來(lái)。
█?2000-現(xiàn)在:云計(jì)算時(shí)代
云計(jì)算
互聯(lián)網(wǎng)崛起之后,用戶的急劇增長(zhǎng),以及業(yè)務(wù)的潮汐化特點(diǎn)(有時(shí)候人多,有時(shí)候人少),給服務(wù)商帶來(lái)了很大的壓力。
如何以更低的成本,更靈活地滿足用戶需求,成為眾多企業(yè)思考的難題。
90年代中期,就有人提出了“云計(jì)算”的設(shè)想。
1996年,康柏公司的一群技術(shù)主管在討論計(jì)算業(yè)務(wù)的發(fā)展時(shí),首次使用了Cloud Computing這個(gè)詞。他們認(rèn)為,商業(yè)計(jì)算會(huì)向Cloud Computing的方向轉(zhuǎn)移。

進(jìn)入21世紀(jì)后,設(shè)想逐漸成為了現(xiàn)實(shí)。
2006年,互聯(lián)網(wǎng)電商亞馬遜(Amazon)率先推出了兩款重磅產(chǎn)品,分別是S3(Simple Storage Service,簡(jiǎn)單存儲(chǔ)服務(wù))和EC2(Elastic Cloud Computer,彈性云計(jì)算),從而奠定了自家云計(jì)算服務(wù)的基石。
另一家在云計(jì)算上有所行動(dòng)的公司,是谷歌(Google)。
這家誕生于1998年的年輕公司,在2003~2006年期間,連續(xù)發(fā)表了四篇重磅文章,分別關(guān)于分布式文件系統(tǒng)(GFS)、并行計(jì)算(MapReduce)、數(shù)據(jù)管理(Big Table)和分布式資源管理(Chubby)。
這些文章不僅奠定了谷歌自家的云計(jì)算服務(wù)基礎(chǔ),也為全世界云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的發(fā)展指明了方向。
2006年,谷歌工程師克里斯托夫·比希利亞第一次向董事長(zhǎng)兼CEO埃里克·施密特(Eric Schmidt)提出了“云端計(jì)算”的想法。
8月9日,施密特在搜索引擎大會(huì)上,正式提出了“云計(jì)算(Cloud Computing)”。

云計(jì)算的本質(zhì),是把零散的物理算力資源變成靈活的虛擬算力資源,配合分布式架構(gòu),提供理論上無(wú)限的算力服務(wù)。
算力趨勢(shì)
2010年至今,算力發(fā)展出現(xiàn)兩個(gè)顯著趨勢(shì)。
一,泛在化。
90年代,2G移動(dòng)通信普及,讓很多用戶用上了手機(jī)。那時(shí)候,PDA掌上電腦等設(shè)備,也開(kāi)始流行。

這類設(shè)備功能比較簡(jiǎn)單,使用的芯片對(duì)性能要求不高,但是非常在意能耗。
這讓一家名叫ARM(Advanced RISC Machines)的公司找到了機(jī)會(huì)。他們高舉RISC的大旗,專門走低功耗、低成本的道路,剛好迎合了移動(dòng)終端的芯片需求。
前面小棗君和大家說(shuō)過(guò),英特爾是搞CISC的,在服務(wù)器市場(chǎng)干掉了搞RISC的幾個(gè)大廠商。當(dāng)時(shí),他們根本看不上ARM,覺(jué)得RISC沒(méi)前途。結(jié)果,就養(yǎng)虎為患了。
2008年,喬布斯的蘋果公司推出iPhone,將手機(jī)帶入智能時(shí)代。

手機(jī)、pad等移動(dòng)終端徹底爆發(fā)了,ARM公司和他的ARM架構(gòu)芯片也徹底爆發(fā)了,成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的大贏家。
移動(dòng)終端芯片的能力越來(lái)越強(qiáng),不輸給桌面終端芯片。人們對(duì)終端芯片的關(guān)注熱度,也超過(guò)了PC芯片。

3G/4G/5G移動(dòng)通信以及光纖寬帶的發(fā)展,構(gòu)建了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò),給算力的“移動(dòng)”創(chuàng)造了條件。
如今,算力不再只待在云端,而是可以下沉到邊緣,產(chǎn)生了“云計(jì)算-邊(邊緣計(jì)算)-端計(jì)算”三層架構(gòu)。運(yùn)營(yíng)商還提出了算力網(wǎng)絡(luò),想要實(shí)現(xiàn)算力的全面泛在化。
二,細(xì)分化。
信息化和網(wǎng)絡(luò)化,讓人們嘗到了甜頭。如今,技術(shù)不斷升級(jí),我們又開(kāi)始提出數(shù)字經(jīng)濟(jì)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。說(shuō)白了,就是所有行業(yè),都要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。
各個(gè)行業(yè)對(duì)算力有著不同的需求。于是,算力逐漸開(kāi)始細(xì)分,分為通用算力、超算算力、智能算力。

不同的算力需求,也使得算力芯片產(chǎn)生了不同的形態(tài)。從原來(lái)的CPU單一化計(jì)算,逐漸演變?yōu)椤巴ㄓ糜?jì)算芯片+專用計(jì)算芯片”的格局。

除了傳統(tǒng)的CPU和GPU之外,NPU、DPU等算力單元開(kāi)始出現(xiàn),并成為大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。

在高性能計(jì)算上,算力集群成為超算和智算的新寵。2023年全面崛起的AIGC大模型,更是給算力的發(fā)展打了一針強(qiáng)心劑。
像GPU這樣的算力芯片,在人工智能計(jì)算上,反而比CPU更強(qiáng)。如今,高端GPU,變得一卡難求。
換做二十年前,誰(shuí)也不會(huì)想到,做顯卡(GPU)的英偉達(dá)公司,市值竟然會(huì)是CPU公司英特爾的8倍。
█?結(jié)語(yǔ)
寫到這里,算力簡(jiǎn)史系列,終于要結(jié)束了。
人類的算力發(fā)展歷程,真的堪稱一部波瀾壯闊的科技史詩(shī)。
從最早期的結(jié)繩記事,到算盤算籌,再到機(jī)械計(jì)算機(jī),經(jīng)過(guò)了數(shù)千年的漫長(zhǎng)摸索。
而電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后,只用了不到一百年,就讓算力翻了百萬(wàn)億倍。

剛剛過(guò)去的四十年,信息技術(shù)革命的浪潮,席卷了我們生活的每一個(gè)角落。整個(gè)人類社會(huì),在算力的驅(qū)動(dòng)下,發(fā)生了翻天覆地的變革。
未來(lái),數(shù)字化和智能化還將繼續(xù)向前推進(jìn)。我們對(duì)算力的需求,還在瘋狂增長(zhǎng)。
在摩爾定律逐漸走向瓶頸的前提下,我們?cè)撊绾螌?shí)現(xiàn)算力的倍增?以量子計(jì)算為代表的新型算力,是否會(huì)全面崛起?
就讓時(shí)間來(lái)告訴我們答案吧!
—— 全文完 ——