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安腾往事:横跨1/4世纪,史诗级的失败

摘要: 安腾是英特尔和惠普主导的高性能关键应用的处理器,这个项目从1994年立项到如今已经已经24年之久,经历了近1/4个世纪,安腾项目最终虎头蛇尾,可以算是芯片史上一个史诗级的失败。

图片来源:视觉中国

图片来源:视觉中国

安腾是英特尔和惠普主导的高性能关键应用的处理器,这个项目从1994年立项到如今已经已经24年之久,经历了近1/4个世纪,安腾项目最终虎头蛇尾,可以算是芯片史上一个史诗级的失败。

大话西游中,紫霞仙子说:

我的意中人是一位盖世英雄,有一天他会身披金甲圣衣、驾着七彩祥云来娶我。我猜中了开头,却猜不着这结局。。。

这一句痛彻心扉的感悟,曾经让多少男男女女你为之动容。

惠普又何尝不是这样一个角色:早早之前,他就猜中了如意郎君英特尔的潜力,并和他定下海誓山盟,一起开发安腾,一起艰苦奋斗,直至君临天下。

但造化弄人,百转千回,惠普押对的未来服务器市场拥抱开放工业构架的趋势,傍对了英特尔这个才初露锋芒的英俊小伙。但英特尔最终用X86服务器一统天下,惠普却在新时代抱着自己和英特尔的骨肉一起走向衰弱。

一、再见安腾

2017年5月12日,英特尔发布了安腾9700系列处理器,并宣布这将是最后一代的安腾处理器了。至此,一个曾被认为将颠覆产业的产品彻底落下帷幕。

安腾处理器是英特尔和惠普合作开发的面向高性能关键应用的处理器产品,其采用的IA64指令集架构类型被称为EPIC,虽然只是个简写,但这个和“史诗”同名的指令集架构类型,也显示出其鼓吹者的野心。

令人遗憾的是,安腾平台从来就没有达成自己原先的承诺,也没有成为真正行业的领导者,甚至从一上市就备受怀疑,几乎每一代处理器都延期,合作伙伴不断中途跳车逃跑,整个平台最后成了惠普一家公司的独角戏。

就是这样一个平台,从1994年惠普和英特尔宣布启动处理器合作项目开始,到最后一代安腾发布,整整经过了23年时间。这期间英特尔换了4个CEO,惠普换了6任CEO,可谓真正的“老不死”项目。

在科技产业日新月异的今日,很多项目几年就完成了从无到有再到无的生死循环,但安腾这样一个“失败”的项目,却支撑了这么多年,这其中又有些怎样的故事?

二、念念不忘,必有回响

1984年,一个名叫Josh Fisher的计算机教授离开了耶鲁大学而投身当时火热的科技创业大潮,他的公司名叫Multiflow Computer(多流计算机),生产小型超级计算机。

Josh Fisher从还是本科生开始就在研发了一种技术,让处理器可以一次处理多个指令,一直到他到耶鲁执教,他研究这个技术已经多年。

Josh Fisher想将自己的技术发扬光大:这个技术可以让处理器一次并行处理多条指令,而当时大多数的处理器一次只处理一条指令,他认为这个被称为VLIW(Very Long Instruction Word,超长指令字)的技术将大大提高计算机的效率,将带来产业革命。

Josh Fisher可能是认为学校无法完成其普及自己技术的使命,所以下海自己干。不过生意并没有想象中的好做,1990年Josh Fisher关闭了他的公司,并加入了惠普实验室。

根据维基百科的相关词条,Multiflow Computer从创立到关门的六年中总共只卖了125台机器,可谓惨淡。

当时,还有另外一家从事VLIW相关研究的公司Cydrome,在几年的经营后,也发现无以为继。其首席构架师以及联合创始人Bob Rau也加入了惠普。

于是在惠普内部,两个对处理器发展方向有着相同看法的人碰到了一起,这两个人一起主导了惠普内部计算机结构的研究方向。

这两个计算机科学家一致相信,VLIW将成为未来主流的处理器指令集架构,所以他们在惠普内部大力推广这种技术,以完成他们自己在企业界未完成的心愿。

当时惠普内部开始觉得自己单独开发生产处理器的成本太高,决定将处理器的生产研发甩出去,便找到了当时如日中天的英特尔一起开发处理器。

虽然不想自己开发处理器,但在其他主要竞争对手都有自己处理器的情况下,惠普为了掌握合作的一定主动权,所以决定在新的处理器上应用VLIW技术,毕竟两个业界大牛都已经被惠普揽入怀中,惠普对VLIW的发展充满信心。

1994年英特尔和惠普签订协议,宣布共同开发面向高性能计算(HPC)的处理器,也就是后来的安腾。他们以VLIW指令作为基础,提出了显式并行指令集运算( Explicitly parallel instruction computing 即 EPIC )概念。

其实刚开始EPIC和VLIW本质上并没有太大差别,但显然,EPIC这个和“史诗”同样写法的缩写足够霸气,显示了两个企业称霸行业的野心。

由于这两个企业影响力巨大,他们的联合引起了整个行业的关注,各大软硬件企业纷纷表示此后将支持这个新的构架。除了发起方惠普和英特尔以外,渐渐的包括IBM、Novell、微软、Sun、甲骨文、红帽、DELL等一众企业都纷纷表示将支持新的构架。

至此,Josh Fisher和Bob Rau终于完成了自己创业时未完成的使命,把自己的技术理想打造成了万众瞩目的工业标准。

三、强强联合,各取所需

安腾处理器之所以能得以开发并获得如此大的支持,这和英特尔以及惠普当时的处境很有关系。

先看惠普这边,惠普在90年代初期,得了一般大企业都会有的毛病:官僚主义盛行,整个管理系统僵化,据说当时连雇佣一名秘书都得经过五个管理层的批准。

为了挽救公司,1992年惠普两个退休老人将“你办事,我放心”的老惠普人路·普拉特(Lewis Platt)推上总裁兼CEO一职。路·普拉特不负众望,上台后大刀阔斧精简机构,开源节流,很快让惠普的现金流变得好看起来。

在这样的背景下,惠普认为自己开发芯片消耗太大的研发资金,所以希望将芯片的开发、生产外包出去,这样可以大大的削减成本。当时惠普有自己的PA-RISC处理器,但惠普显然不想再大力发展自己的处理器了。

当时的英特尔虽然在PC市场摧枯拉朽,成为行业新星,但其PC通常被认为是“低端”计算机,主要用于终端市场,所以也被称为“个人电脑”。而传统的计算机厂商则更看重企业商用市场,它们的大型机、小型机被用来处理商业往来数据,虽然销量不高,但其附加值比英特尔高的多。

英特尔当然也想切入到商用高性能服务器领域,惠普作为老牌的商业设备提供商,英特尔非常期待和其合作打入到这个市场里去,所以和惠普一拍即合。英特尔希望可以在服务器领域打造类似PC的开放生态,由英特尔提供核心硬件,软件厂商提供配套,打破此前服务器领域软硬件一体化的模式。

当然除了对高端商业领域的觊觎以外,英特尔还有一个如鲠在喉的对手让其咬牙切齿——AMD(超微半导体),促使其想跳出自己的X86构架,另辟道路发展。

英特尔最早开发X86处理器是作为IBM的供应商,而IBM为了不被一家单一的供应商锁死,要求必须有第二家供应商生产可替代的产品。

于是AMD就趁这个机会拿下了IBM的订单,并和英特尔签订了一份技术交换协议,其中有一个条款写道AMD可以“对英特尔销售的英特尔微型计算机和周边产品种包含的微代码进行复制”。

这个条款成了AMD复刻英特尔技术的“尚方宝剑”,英特尔的理解是这个条款只限于签订当年的8086处理器,而AMD则认为这个条款适用于所有英特尔生产的“微型计算机”处理器。这惹恼了英特尔,因为这等于将自己的专利和市场拱手送给了AMD,于是两家公司展开了无尽的诉讼。

根据《三位一体:英特尔传奇》一书统计,到1994年时,英特尔和AMD两家公司一家花费了约2亿美元的法律费用,两家公司已经势如水火。

AMD的创始人桑德斯说:“我和安迪格鲁夫已经绝交太久。。。只要安迪在英特尔,这些案子就不会和解,因为我也不会投降。”

包括AMD在内的一票兼容处理器厂商,让英特尔大为窝火,因为当年和IBM的交易,让X86构架的专利存在大量的法律空隙可以钻。

此时惠普提出的新的处理器计划采用了和市场上其他厂商完全不同的方案,并且其应用领域也完全不同,也许当时的英特尔认为找到了新的市场来甩掉这些跟屁虫了。

在提防AMD之类的跟屁虫之类的同时,英特尔还要提防着微软这个老狐狸,虽然业界都把微软和英特尔成为Wintel联盟,但双方的结合完全是利益使然,没有任何的其他约束。

在网络中广泛转载的英特尔历史中就有那么一段:

1988年,《纽约时报》将英特尔386芯片称为“美国最赚钱的垄断产品”,微软就按捺不住了,公然支持英特尔的竞争技术——RISC芯片。微软首席执行官梅尔沃德不时向英特尔吹风:“RISC代替英特尔原有芯片是大势所趋。”1991年,微软更纠集DEC、MIPS、Compaq、Dell等巨头,成立先进计算环境(ACE)联盟,试图一举干掉英特尔。但最后ACE没能搞成气候,微软不得不与英特尔再度合作。

英特尔不能将自己的命完全交给微软这个“办事不牢"的毛头小伙子,他必须找到其他的软件合作伙伴,和惠普联合开发高性能处理器系统,再拉来其他软硬件企业来支持自己,这也算英特尔的的“第二供应商”战略了。

四、噩梦开始,无尽的延期

安腾最初的想法是将处理器内部的复杂度降低,处理器硬件只要在意性能即可,而将复杂的指令调度交给编译器——将程序语言翻译成机器语言的软件。

早期的VLIW计算机的尝试失败在当时被认为是因为硬件性能太弱,而在英特尔加入后,这种顾虑不再存在,英特尔拥有业界最先进的半导体硬件能力。但英特尔和惠普忽略了这种处理器在软件构造上的巨大挑战,这种难度完全超乎了想象。

为这个新处理器编写软件变得非常非常困难,几乎变成了不可能的任务,所以在惠普和英特尔签订联合开发协议的很长一段时间里,新处理的消息似乎已经销声匿迹了,原计划1997年发布的首个版本也未见踪影。

第一代安腾处理器本来预计在1999年交付使用,这已经离英特尔和惠普宣布联合开发新的计算构架5年时间了,但即使这样,安腾处理器还是不能如期交付。1998年,英特尔宣布,安腾处理器要延期到2000年年中,可是到2000年,安腾处理器还是无法量产。直到2001年6月,代号Merced的第一代安腾才正式发布。

然而安腾的正式发布并没有解决问题,在CNET的一篇报道中提到:“甚至连惠普都把Merced称做一个纯粹的‘测试’环境。”Merced远不像是一个成熟的产品,反而像一个迟交了作业的学生为了应付而随便交上来的应付之作。

安腾的延期,让合作伙伴大大受伤,高性能图形工作站厂商SGI因为安腾的延期而足足将自己MIPS芯片的生命周期延长了两代,并取消了第一代安腾处理器的产品线。而Sun则更加直接,他们在2000年就放弃了将自己的Solaris系统移植到安腾平台的努力。

如上所说,安腾最初的目的是通过降低硬件的复杂度大大提高硬件的效率,但是在实际开发中,发现软件优化实在太难了,实际上安腾最后还是保留了之前希望砍掉的分支预测功能,以保证整个软硬件系统协调运作。

百度上网友在评论安腾时评论说:“安腾的微结构同时保留了硬件运行时调度的能力,而且分支预测,寄存器重命名之类的东西一应俱全,试图博取两个流派长处的最终结果是,设计复杂度不见降低,功耗不降反升。”

纽约时报的一篇文章援引一个微软研究员的话说:“每个计算世界的重大失败案例都是因为想把太多的理念同时实现,而安腾就是这样一个系统。”

到2002年,英特尔发布了第二代安腾处理器,因为第一代安腾处理器可谓是臭名昭著,英特尔甚至特别在将其命名为 Itanium 2(安腾 2)以区别于第一代安腾处理器(后来在再2007年又改回去了),经过英特尔和惠普的努力,第二代安腾终于勉强可以应用了。

而第二代安腾的处理器架构离开原来EPIC就已经比较远了,业内有评论甚至认为这是一款批着EPIC外衣的RISC处理器。如果这是事实的话,惠普和英特尔对VLIW的应用,实际上是以失败而告终。

从1994年到2002年,安腾用了8年的时间才真正的从计划变成可用的产品,而科技产业又瞬息万变,如此长的周期使得安腾无论是在软件生态还是硬件构造方面都无法适应新的时代发展,其失败似乎是注定的。

早在1999年,当英特尔将安腾的名字“Itanium"定下来时,业界就有声音将其成为“Itanic”(英坦尼克),这个词是将其比作历史上著名的沉没邮轮泰坦尼克号,认为这个庞大的计算系统一面世就要夭折。

五、大势已去,盟友纷纷跳船

安腾的动作实在是太慢了,而英特尔和惠普的判断也的确没错,业界需要一个新的开放标准来搅动服务器市场,但担起这个重任的人当时却不是英特尔,而是英特尔的宿敌——AMD。

2000年,当英特尔还在为安腾摇旗呐喊的时候,AMD发布了基于X86的64位扩展技术AMD64,这个扩展允许64位和32位程序都可以在同一个处理器上运行,同时打破了32位处理器对内存的限制,支持16TB的内存寻址。

一开始英特尔当然对AMD的做法嗤之以鼻,并声称AMD的做法是“假64位”,而自己的安腾才是真正的64位产品,让大家不要被AMD的言语蛊惑了。

但是英特尔安腾的无限延期以及初期系统的积弱表现,让大部分的玩家都已经失去了信心,当2003年,AMD推出面向服务器的产品Opteron(皓龙)的时候,大家似乎看到了新的希望。因为Opteron良好的性能,对原有32位程序的完美兼容,AMD很快打开了市场。

根据AMD在2005年的一份声明中的数据,2005年4月,Opteron已经取得55%的服务器市场份额,而在2004年底,Opteron的市场份额已经达到了40%,其进展不可谓神速。到2006年,全世界超级计算机TP100排名中,有21台是用Opteron 构造的。

这期间,英特尔虽然还在开发安腾系统,但是也发现这并不是一条正确的路。面对AMD凌厉的攻势,2004年,英特尔宣布在其另外一条服务器产品线至强旗下引入 x86-64技术(实际上就是AMD64的翻版),以应对AMD的竞争。此时的英特尔,虽然还在履行和惠普的合约,继续更新安腾,但多少已经心不在焉,主要精力都转到主战场至强上去了。

2005年,IBM和戴尔退出了安腾市场,停止了新产品的开发;2007年,Linux厂商CentOS停止支持安腾处理器;2009年,最大的开源公司Red Ha(红帽)停止对安腾的支持;微软也在2009年停止了对安腾的后续支持;2010年,英特尔停止在自己新的C++编译器里面添加安腾支持,这基本上是判了安腾的死刑。

其实安腾在英特尔2004年宣布推出64位至强的时候就已经不是英特尔的战略重心了,但惠普的一直以自己意志强推安腾系统,可以说原来希望构造的开放构架,最后成了惠普一家的专有构架,数据显示95%的安腾系统都是惠普制造的。

也因此,惠普对安腾是怜惜有加,惠普曾于2008年和2010年两次,分别支付了4.4亿美元和2.5亿美元的费用给英特尔,让英特尔继续升级支持安腾系统。虽然卖的量少,但是卖一台,就锁定一个客户,其利润水平还是相当高的。

2012年,在主流大厂商都已经停止对安腾的支持时,甲骨文也宣布停止对安腾的支持,但没想到,惠普却因此过来“敲竹杠”。惠普声称甲骨文违背了合作协议,将其告上法庭要求赔偿。2016年,甲骨文被判需要向惠普索赔30亿美元赔款。虽然甲骨文表示将继续上诉,但看来惠普铁了心要把安腾的价值榨干到最后时刻了。

而英特尔这边,凭借至强处理器的厚积薄发,也完成了统治服务器市场的任务,由于X86服务器处理器强劲的性能,相对低廉的价格,开放的软件生态,至强处理器在服务器市场上捷报连连,目前英特尔至强已经拿下超过90%的服务器市场份额,可以说安腾的梦已经被至强实现了,所以安腾对英特尔来说也没有了价值,其走向末路已成定局。

六、安腾留给产业界的思考

安腾并不是一个成功的项目,但从安腾的发展,可以为现在如火如荼的芯片产业带来一些启示:

1、强强联合并不能保证项目成功,有些时候反而忽视了真正的需求,步子大了容易扯到蛋。

英特尔和惠普都可以算是当时计算机界的领导者,强强联合的他们,提出了不切实际的目标,从而导安腾致项目久久无法达到预期,项目还是一拖再拖。长时间的延期,产业界已经发生了很大变化,但项目却无法做出相应的调整改变,最后成了没人要的孩子。

2、软硬件生态一旦形成,其生命力极强,即使是其缔造者都无法轻易改变其生态。

安腾项目推出时,X86服务器生态还没有形成,但是因为项目延期,AMD64的崛起,整个基于X86的服务器生态迅速的健壮起来,形成了摧枯拉朽的力量。此时即使英特尔是X86标准的实际掌控者,也无法将其判死刑,只能顺水推舟。

3、盟友固然重要,但关键时候,踹开盟友,拥抱敌人才是求生之道。

英特尔虽然和惠普结成了安腾联盟,但是安腾实在不给力,英特尔最终向市场妥协,加入了死对头AMD开创的64位标准体系。即使如此,英特尔并没有丢失主动权,因为自己强大技的术和生产制造能力,英特尔后来居上,最终将对手再次碾压。

4、芯片项目投入大,周期长,要有打持久战的准备。

芯片产业是一个高投入,长周期的产业,安腾虽然不受行业待见,但是由于惠普的推动,英特尔的维持,据报道,到2009年,英特尔已经收回安腾的投资,从立项到盈利花了15年,战线不可谓不长。

5、目标是正确的,但实现的路径却可能完全不同,需要多种准备。

本质上安腾是英特尔和惠普希望合作开发工业标准的处理器来颠覆当时的服务器处理器市场,以打破当时服务器厂商软硬件一体的商业模式,所以一发布就得到业界强烈的响应。只可惜选择的EPIC指令集架构技术上过分激进,造成产品的失败,进而引起整个产业生态的崩溃。但失之桑榆,得之东隅,英特尔的至强处理器产品线用更加高性价比的方式完成了对服务器芯片市场的统治,继承了安腾未竟的事业。在企业内部赛马,看似浪费,有时候确是必须的。

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评论(1

  • 北地之风 北地之风
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    0

    英特尔并没有丢失主动权,因为自己强大技的术和生产制造能力,英特尔后来居上,最终将对手再次碾压。 强大的技术

    2018-06-01 11:48 via pc

Oh! no

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