世界算力簡史（上）
世界算力簡史（中）
(資料圖片)
今天終于要完結了……
上一篇，我們說到，70 年代微處理器崛起，使得個人電腦開始大量出現。
這種情況，讓傳統巨頭 IBM 感受到了威脅。一直以來，他們都專注于大型機，導致忽視了小型機的市場。
為了亡羊補牢，他們也決定啟動個人電腦研發計劃。
1980 年 3 月，IBM 召開一次高層秘密會議，設立“Chess（國際象棋）”項目，專門研發個人電腦（Personal Computer 這個詞，就是這時被 IBM 提出來的）。
負責這個項目的，是唐?埃斯特利奇（Don Estridge）。他帶領了一個 13 人小組，蹲在弗羅里達州博卡拉頓鎮的一間倉庫里，進行秘密研發工作。
最開始的時候，他們打算采用自己的處理器（IBM 801）和操作系統。但考慮到時間緊迫（領導要求 1 年內搞定），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。
IBM-PC 售價為 1565 美元，擁有 16K 內存（可以根據需要擴展到 256K），帶有 5.25 英寸軟盤。它為擴充能力設計了總線插卡，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 20 萬臺，1985 年更是超過 100 萬臺。
它不僅被評為《時代》周刊封面的“年度人物”，還榮膺了“二十世紀最偉大產品”的稱號。（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，吸引了很多廠商對它進行“仿制”。他們參考 IBM-PC 的標準，打造可以“兼容”使用 IBM-PC 配套軟件、擴展卡和外設的產品，稱為“兼容機”（電腦 DIY 的鼻祖）。
1982 年 6 月，哥倫比亞數據產品公司（Columbia Data Products）推出了第一臺 IBM PC 兼容機 ——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）。
“兼容機”配置靈活，價格便宜，很快搶走了 IBM-PC 的市場份額。1983 年，IBM 占據 PC 市場份額的大約 76%。到了 1986 年，就跌成了 26%。這讓 IBM 郁悶不已。
PC 兼容機的全面崛起，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，當時在技術上并不算領先。1979 年，摩托羅拉就已經率先推出了 32 位的處理器 ——MC68000，領先英特爾至少半代。
蘋果公司的 Apple Lisa 與 Macintosh（麥金塔，1984 年 1 月發布，是首個采用了圖形界面操作系統的個人電腦），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遲的 32 位處理器 ——80386。
這款處理器迎合了兼容機的需求，獲得了巨大的成功。
值得一提的是，IBM 公司早期比較強勢，他們研發 IBM-PC 的時候，選擇了英特爾的芯片，就強制要求英特爾將設計和代碼開放給 AMD 公司，讓 AMD 成為第二供應商。
后來，兼容機越來越多，都采用了英特爾的芯片，變成了英特爾掌握話語權。于是，從 80386 開始，英特爾就不再開放任何資料給 AMD。
1987 年，AMD 以違約為由，一紙訴訟將英特爾告上了法庭，英特爾隨即反訴。兩者的壟斷和侵權官司，陸陸續續打了 8 年。
雖然最后 AMD 打贏了官司，但錯過了 CPU 發展的黃金時期，也被英特爾甩開了差距。
80 年代中期，日本半導體的崛起，也給英特爾等美國公司帶來了極大威脅。
后來，傳奇 CEO 安迪?格魯夫（Andy Grove）掌舵英特爾，砍掉了存儲半導體業務，聚焦微處理器業務，才把英特爾給救了回來。
1989 年，英特爾推出了 80486 處理器，獲得了市場的歡迎。
憑借 80486 的出色表現，英特爾的業績超過了所有的日本半導體公司，成為世界第一的半導體生產商。
再來看看微軟。
微軟當年給 IBM-PC 開發的 DOS，是自己買的“二手貨”。
1976 年，美國的 DR 公司成功研制出一套名為 CP / M（Control Program / Monitor，控制程序 / 監控）的操作系統，專門用于搭載了英特爾 8080 芯片的微型計算機（包括 Altair 8800）。
IBM 本來想用這套系統，但是沒談攏。
后來，SCP（西雅圖計算機產品）公司有一個名叫蒂姆?帕特森（Tim Paterson）的程序員寫了一個 QDOS 系統（Quick and Dirty Operating System，快速和骯臟的操作系統，后改名為 86-DOS），是 CP / M 系統的變種。
比爾蓋茨眼光很準，買斷了這個系統（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后，給了比爾蓋茨很大震撼。于是，就進行了“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，微軟就開始了全新內核的開發，也就是后來的 Windows NT。
微軟其實還和 IBM 一起搞了一個 OS / 2 操作系統，結果后來擺了 IBM 一道，放棄了。
80 年代，因為 PC 兼容機的普及，造就了一個巨大的 IT 市場。很多新公司成立，也有很多新產品推出。
例如，1982 年 9 月，3Com 公司推出了世界上第一款網卡。1984 年，英國 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 驅動器。……
這些硬件產品，讓 PC 變得更加強大，也給用戶帶來了更好的體驗。
進入 90 年代后，英特爾和微軟已經成為真正的巨頭，市值超過千億美元。
英特爾的奔騰系列 x86 處理器，還有微軟的 Windows 操作系統，是所有 PC 的標配。他們組成的 Wintel 聯盟，牢牢掌握著 PC 市場的主動權。
在工作站和服務器領域，英特爾和微軟面對的局面有點復雜。
在處理器方面，行業競爭異常激烈。當時，主要分為兩個陣營。
一個，是以 SUN、SGI、IBM、DEC、HP、摩托羅拉等廠商為代表的 RISC-CPU 陣營。他們主張采用 RISC-CPU 架構（RISC，簡單指令計算機）。
另一個，是以英特爾和 AMD 為代表的 CISC-CPU 陣營。他們主張采用 CISC-CPU 架構（CISC，復雜指令計算機）。
雖然 RISC 速度更快，當時更被行業看好，但安迪?格魯夫領導下的英特爾，依然堅持以 CISC-CPU 作為自己的主要方向。
最終，英特爾憑借巨大的研發投入，還有兼容性和量產速度上的優勢，戰勝了其它對手，成功鞏固了自己的地位。（不過，英特爾應該不會想到，若干年后，他們還是在 RISC 上栽了大跟頭。）
在操作系統這邊，微軟的競爭對手是強大的 UNIX / Linux 陣營。
UNIX，以及后來誕生的 Linux 及其發行版（例如 Ubuntu、Debian、Centos、Fedora、 Redhat Linux），是服務器操作系統的主流選擇。
Windows 雖然也推出了 Windows NT，但因為穩定性上不如 Unix / Linux，所以市場份額并沒有優勢。
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算機的能力。
90 年代，因為半導體技術的高速迭代，存儲技術也變得越來越成熟。內存和硬盤的容量越來越大，閃存和各式各樣的存儲卡也開始出現，讓媒體的拷貝和保存變得更加方便。
如果說，80 年代的 PC，對用戶來說只是嘗鮮。那么，90 年代的 PC，已經是真正的生產力工具了。
人們不僅用 PC 來聽音樂、看視頻、玩游戲，還用它來編輯文檔、建立表格、處理數據。
在 PC 的幫助下，人們充分感受到 IT 算力帶來的生活品質改善，以及生產效率提升。
整個人類社會的信息化進程，開始加速。
給信息化又添了一把火的，當然是互聯網。
經過 80 年代的不斷膨脹和擴張，ARPANET 終于演變成了覆蓋全球的互聯網。
1991 年 8 月 6 日，英國物理學家蒂姆?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 萬維網。
他還提出了 HTTP（超文本傳送協議）和 HTML（超文本標記語言），設計了第一個網頁瀏覽器，并建立了世界上第一個 web 網站。
互聯網的出現，更是給人們打開了新世界的大門。互聯網就是一個擁有無限資源的寶庫，各種各樣的網站、論壇，令人眼花繚亂。強大的即時通訊工具，也滿足了人們的通信和社交需求。
互聯網已經超出了技術的范疇。它構建一個線上的虛擬世界，衍生出很多新的商業模式，徹底改變了人類社會。
互聯網的蓬勃發展，催生了很多的互聯網公司。
這些公司購買了大量的服務器，建設了機房，為用戶提供服務。例如郵箱服務、音視頻下載服務、網頁訪問服務等。
信息科技的發展方向開始發生變化。一種新的算力服務模式，開始逐漸向我們走來。
互聯網崛起之后，用戶的急劇增長，以及業務的潮汐化特點（有時候人多，有時候人少），給服務商帶來了很大的壓力。
如何以更低的成本，更靈活地滿足用戶需求，成為眾多企業思考的難題。
90 年代中期，就有人提出了“云計算”的設想。
1996 年，康柏公司的一群技術主管在討論計算業務的發展時，首次使用了 Cloud Computing 這個詞。他們認為，商業計算會向 Cloud Computing 的方向轉移。
進入 21 世紀后，設想逐漸成為了現實。
2006 年，互聯網電商亞馬遜（Amazon）率先推出了兩款重磅產品，分別是 S3（Simple Storage Service，簡單存儲服務）和 EC2（Elastic Cloud Computer，彈性云計算），從而奠定了自家云計算服務的基石。
另一家在云計算上有所行動的公司，是谷歌（Google）。
這家誕生于 1998 年的年輕公司，在 2003~2006 年期間，連續發表了四篇重磅文章，分別關于分布式文件系統（GFS）、并行計算（MapReduce）、數據管理（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算服務基礎，也為全世界云計算、大數據的發展指明了方向。
2006 年，谷歌工程師克里斯托夫?比希利亞第一次向董事長兼 CEO 埃里克?施密特（Eric Schmidt）提出了“云端計算”的想法。
8 月 9 日，施密特在搜索引擎大會上，正式提出了“云計算（Cloud Computing）”。
云計算的本質，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，提供理論上無限的算力服務。
2010 年至今，算力發展出現兩個顯著趨勢。
一，泛在化。
90 年代，2G 移動通信普及，讓很多用戶用上了手機。那時候，PDA 掌上電腦等設備，也開始流行。
這類設備功能比較簡單，使用的芯片對性能要求不高，但是非常在意能耗。
這讓一家名叫 ARM（Advanced RISC Machines）的公司找到了機會。他們高舉 RISC 的大旗，專門走低功耗、低成本的道路，剛好迎合了移動終端的芯片需求。
前面小棗君和大家說過，英特爾是搞 CISC 的，在服務器市場干掉了搞 RISC 的幾個大廠商。當時，他們根本看不上 ARM，覺得 RISC 沒前途。結果，就養虎為患了。
2008 年，喬布斯的蘋果公司推出 iPhone，將手機帶入智能時代。
手機、pad 等移動終端徹底爆發了，ARM 公司和他的 ARM 架構芯片也徹底爆發了，成為移動互聯網時代的大贏家。
移動終端芯片的能力越來越強，不輸給桌面終端芯片。人們對終端芯片的關注熱度，也超過了 PC 芯片。
3G / 4G / 5G 移動通信以及光纖寬帶的發展，構建了強大的網絡，給算力的“移動”創造了條件。
如今，算力不再只待在云端，而是可以下沉到邊緣，產生了“云計算-邊（邊緣計算）-端計算”三層架構。運營商還提出了算力網絡，想要實現算力的全面泛在化。
二，細分化。
信息化和網絡化，讓人們嘗到了甜頭。如今，技術不斷升級，我們又開始提出數字經濟和數字化轉型。說白了，就是所有行業，都要實現數字化。
各個行業對算力有著不同的需求。于是，算力逐漸開始細分，分為通用算力、超算算力、智能算力。
不同的算力需求，也使得算力芯片產生了不同的形態。從原來的 CPU 單一化計算，逐漸演變為“通用計算芯片 + 專用計算芯片”的格局。
除了傳統的 CPU 和 GPU 之外，NPU、DPU 等算力單元開始出現，并成為大眾關注的焦點。
在高性能計算上，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，更是給算力的發展打了一針強心劑。
像 GPU 這樣的算力芯片，在人工智能計算上，反而比 CPU 更強。如今，高端 GPU，變得一卡難求。
換做二十年前，誰也不會想到，做顯卡（GPU）的英偉達公司，市值竟然會是 CPU 公司英特爾的 8 倍。
寫到這里，算力簡史系列，終于要結束了。
人類的算力發展歷程，真的堪稱一部波瀾壯闊的科技史詩。
從最早期的結繩記事，到算盤算籌，再到機械計算機，經過了數千年的漫長摸索。
而電子計算機出現后，只用了不到一百年，就讓算力翻了百萬億倍。
剛剛過去的四十年，信息技術革命的浪潮，席卷了我們生活的每一個角落。整個人類社會，在算力的驅動下，發生了翻天覆地的變革。
未來，數字化和智能化還將繼續向前推進。我們對算力的需求，還在瘋狂增長。
在摩爾定律逐漸走向瓶頸的前提下，我們該如何實現算力的倍增？以量子計算為代表的新型算力，是否會全面崛起？
就讓時間來告訴我們答案吧！
本文來自微信公眾號：鮮棗課堂 （ID：xzclasscom），作者：小棗君
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