为什么英特尔一直拒绝放弃X86架构?

与x86相比,IBM的Power架构和Sun的SPARC架构具有明显的性能优势。但时至今日,已经接近40年历史的x86架构占据了90%以上的服务器市场。根本原因是封闭的体系与企业的属性不匹配,对生态的盲目追求会把第三方推向竞争对手的怀抱。这也是更加开放的x86架构现在蓬勃发展的原因。

权力大到冷不下来。

1980年,IBM创新性地推出了全球首个基于RISC(精简指令集)架构的原型机,RISC在高性能领域比CISC(复杂指令集)优势明显。1994年,IBM基于此推出PowerPC604处理器,强大的性能在当时处于世界领先地位。

在高端领域,Power架构具有大规模SMP系统的性能,可以保证内存在访问任何CPU时速度一致。而X86则采用NUMA结构,CPU和内存分区,也就是说访问自己那部分内存的速度快,而其他部分内存的速度就慢很多。正是由于这个原因,具有4个以上通道的x86服务器相对较少。

硬件方面,Power系统在可靠性、可用性、可维护性方面的优异表现,使得IBM从芯片到系统的整机方案具有独特优势。Power架构处理器在超级计算、大型企业的UNIX服务器等方面也非常成功。

IBM的Power架构功能强大但不亲民。

在软件方面,其专用的AIX系统在稳定性、软件方案集成和厂商技术支持能力方面更强。由于用户选择平台主要是基于软件需求,一般对数据保护和7*24小时不停机有要求,power架构的稳定性和运维相对优越。

但是动力系列的问题也很明显,就是价格太不友好,技术跟不上环境的变化。

云计算兴起后,随着分布式系统的逐渐成熟,系统对小型机的依赖开始降低,转而由集群提供,性能也可以分布式。更关键的是,虽然IBM的全套服务具有极佳的稳定性,但却影响了Power架构对其他业务的吸引力。

Sparc:流水无情爱落花

除了Power,另一个在Unix系统中非常活跃的架构是SPARC(可伸缩处理器架构)。同样在20世纪80年代,Sun公司首先提出了SPARC的RISC处理器体系结构。在1989中,Sun将具有该架构的SPARC处理器应用于高性能工作站和服务器。体系结构的开放性和risc系统的特性使其迅速成为国际流行的体系结构。

SPARC打算在市场上冷酷无情。

为了扩大SPARC的影响力,进一步优化,1989成立了“SPARC国际”组织,帮助管理SPARC建筑标准,其成员包括许多世界知名的公司和机构,如ESA、Obit、摩托罗拉、东芝、富士通、Aeroflex Gaisler等。,并于2009年从Sun收购了甲骨文。

SPARC建筑的成功与孙的Solaris系统密切相关。当计算机系统庞大,用户数量大增时,基于Unix操作系统的Solaris可以更好地利用计算机资源,是所有商业版本中最可靠、最完善的版本。依靠SPARC架构和Solaris系统的性能和可靠性,占领了高端服务器市场。Sun的另一个知名产品是Java。虽然90年代为智能家电开发的Java并没有带来相应的回报,但它已经成为当今移动时代最重要的开发语言。

如此强大的实力本应主导服务器市场,但遗憾的是,微软和英特尔结成Wintel联盟后,凭借各自市场的规模效应,使用Wintel产品的服务器厂商可以通过低价抢占低端市场。等孙醒悟过来,再通过开源等手段挽回败局,为时已晚。

Solaris系统已被Oracle废除。

最终,市值一度超过2000亿美元的Sun以74亿美元的价格卖给了甲骨文。从表面上看,Oracle软件和SPARC架构之间的完美兼容性可以让这一架构起死回生。然而,事实并不令人满意。甲骨文放弃开源项目OpenSolaris在2010。去年年底,甲骨文宣布将废除Solaris操作系统,SPARC架构最大的优势也就只有与甲骨文软件的兼容性。

而且孙的产品线众多,架构只靠甲骨文走不了多远,能不计竞争合作研发的企业少之又少,所以架构现在的处境变得很尴尬。

X86靠生态称霸市场。

与高性能领域的Power和SPARC不同,x86架构是天生的屌丝。1978年他出生的时候,英特尔还只是一家普通的科技公司。然而,x86体系结构及其cisc指令集开启了一个新时代。

X86架构在服务器领域没有优势。

虽然x86在最初几年并没有引起太大的震动,但是三年后,x86架构被IBM PC应用,很快成为全世界个人电脑的标准平台,也是历史上最成功的CPU架构。英特尔今天的地位很大程度上得益于x86架构。

很快,x86架构处理器从台式机发展到了笔记本、服务器、超级计算机和书写设备。这期间苹果放弃PowerPC使用x86架构。但是X86 CPU采用的cisc指令集有自己的问题。

CISC指令集的固有问题是CPU执行大部分在内存中访问的数据,这降低了整个系统的速度。另一方面,RISC系统通常有许多通用寄存器,通过重叠寄存器窗口和寄存器文件来充分利用寄存器资源。X86架构计算机利用效率低、执行速度慢的缺点在高性能领域暴露无遗。

而且,CISC指令是按顺序执行的,每个指令中的操作也是按顺序执行的,具有控制简单的优点。问题是如果遇到复杂的指令,整体运行速度慢,过程复杂。

CISC和RISC指令集的比较

今天的x86 CPU已经集成了解码功能,将不定长的x86指令转换成类RISC的定长指令,然后交给RISC内核处理。解码包括硬件解码和微解码。简单的x86指令可以通过硬件更快的解码,而复杂的指令需要微解码,在执行前分为几个简单的指令。x86架构目前最大的优势是单指令功能强大,指令数量少,速度快。因为指令数量少,所以高频运算不需要很大的带宽就能把指令传输到CPU。

X86之所以成功,是因为英特尔不做服务器。

x86能赢得市场的主要原因是它是一个非常开放的架构。从芯片到服务器到系统,IBM和SUN都是单枪匹马的公司。而英特尔则是一家非常纯粹的芯片厂商,其业务只与AMD等少数芯片厂商竞争,这使得服务器厂商不必害怕与它竞争。

SOC不弱,只有三星太强

就像现在的手机市场,虽然三星也有很强的芯片设计和制造能力,但是除了魅族之外,没有手机厂商使用三星的SOC。英特尔与全球大部分设备厂商的合作,既保证了英特尔的出货批次,又提高了良率,降低了成本,从而进一步推高了x86架构的市场份额。

X86之所以成功,是因为英特尔不做服务器。

从性能上看,Power和SPARC架构都可以打败x86,但最终能赢的还是“最弱”的x86架构。这不是劣币淘汰良币,而是市场竞争的选择。从根本上说,x86的成功在于英特尔根本不碰服务器。

IBM很强大,这是英特尔还只是一个普通小公司时的事实。但是强大的IBM包揽了所有的工作,无论是大型机、小型机、芯片还是系统,在安全性和稳定性上确实有自己的优势,在金融领域也确实有利于大型机,但无异于斩断了自己单一产品的生命。我想问一下,在小型机领域,除了IBM还有哪家服务器厂商愿意用Power架构芯片?那不就相当于给对手IBM的小型机送钱了吗?

英特尔的成功在于知道什么不该碰。

发展建筑的孙也犯了这个错误。最辉煌的时候,Sun不仅有SPARC和java,而且服务器、工作站、个人电脑等设备还占领了部分市场。然而,SPARC建筑的发展必须依靠设备制造商的认可,但谁会买竞争对手的账呢?

克己复礼,天下归仁。

英特尔的战术很明确,专攻x86架构芯片,绝不碰设备生产。因此,无论是设备制造商、软件开发商还是系统开发商,都可以与英特尔合作,没有竞争利益。得益于此,x86架构的兼容性越来越强大,生态系统也越来越完善,形成了市场份额超过90%的垄断局面。英特尔也借助x86架构成为全球顶级芯片提供商。

谷歌吃掉了摩托罗拉,但失去了一切。

其他领域如高通,专注芯片研发甚至不建生产厂,依靠专利和技术成为顶尖科技企业;对面是一心想推安卓的谷歌。它以6543.8+025亿美元买下了摩托罗拉,三年后以29亿美元卖给了联想。微软50亿美元收购诺基亚是想在移动端推广Windows,但现在诺基亚别无选择,只能转投Android。

克己复礼,天下归仁,孔子的话在今天的市场上依然适用。Power和SPARC架构在战略上已经决定了它们必然会成为小众的产品,而英特尔的x86架构战略则极为清晰。毕竟它的产品永远不可能被竞争对手买单。