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再见,SPARC处理器!再见,SUN!

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    发表于 2020-8-10 11:46:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    据外媒日前报道,Oracle正式放弃硬件业务,当中自然包括了收购自Sun Microsystems的SPARC处理器。这则消息引起笔者对这个曾经风头一时无两的产品的惋惜。因为在过去某段时间,它和它的母公司曾被寄予厚望。让我们来一起回顾一下这个明星企业的过往,顺带怀缅一下这个曾经风靡全球的芯片。

    六年成为市场领头羊

    谈Sun Microsystems之前,我们先谈一下工作站(Workstation)。这种最早由Apollo Computer公司开发的产品其实就是一种高端的通用微型计算机,它能在图形处理能力,任务并行方面为单用户提供比个人电脑更强大的能力,为用户在编程、计算、文件书写、存档、通信等各方面提供专业的帮助。常见的有CAD工作站、办公自动化工作站和图像处理工作站。

    一开始,这些产品都是封闭的,专门开发的硬件,专门的操作系统。例如Apollo就是采用垂直式结构,自行创研制了许多专属性的硬件,而他们用的也是专用的Aegis/Domain操作系统一直只是提供类似UNIX的操作指令。凭借这些优势,一直在市场上坐实领先位置。直到Sun Microsystems出现打破这个格局。

    Sun Microsystems是一家起源自斯坦福毕业生Andreas Bechtolsheim一个计算机项目(这最后演变成了工作站)的企业。主要的产品是是工作站、服务器和UNIX 操作系统。不同于当时的硬件系统的封闭,这个项目从早期开始就保持开放。

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    Bechtolsheim不但不生产客制化硬件,还打破常规的私有操作系统,推动不同工作站使用同一的操作系统——UNIX。这种开放性的观点奠定了Sun Microsystems最后的不平凡。在完成了这两件事后,Bechtolsheim将他的电脑授权给不同公司生产,并将其命名为SUN(Stanford University Network的简称),那是1981年。

    不久之后,这个项目受到了斯坦福另两个毕业生Vinod Khosla 和Scott McNealy的关注,之后他们三人就合伙成立了后来的Sun Microsystems。作为硬件项目的大脑,Andreas Bechtolsheim担任新公司的技术VP。公司成立后招的第一个员工就是伯克利的博士生Bill Joy,正是他设计了最流行版本的UNIX操作系统。

    凭借这些标准的硬件和标准的操作系统软件,Sun Microsystems的工作站能够帮助那些初创公司更好地上手。虽然Sun Microsystems的产品和技术看起来很容易被复制,但由于使用现存技术的特点,使得Sun Microsystems可以轻易的进入市场,并打造价格更低的产品。这就让他们能够快速增长。
    接下来的几年,Sun Microsystems迅速发展。根据福布斯杂志的报道,1985到1989年间,Sun Microsystems的年复合增长率高达145%,是美国当时增长率最高的公司,并在1987年一跃成为全球最大的工作站供应商,这些辉煌成就是在Sun Microsystems成立的短短六年内取得的。公司的总部也从 Santa Clara搬到了山景城。
    推出Sparc处理器

    对于工作站来说,速度是重要的关键因素,当时用的处理器都是摩托罗拉等企业的CISC产品,没有什么差异性。为了保持领先优势,Sun Microsystems在20世纪80年代末推出了RISC架构的处理器Sparc(scalable performance architecture的简称),这个架构的处理器比当时流行CISC架构处理器快得多。很快这个处理器就占领了RISC处理器的市场。

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    这个系列处理器是由Bechtolsheim在1985年设计的,并在下一年推出了他们的第一个系列——SPARC V7,Sun Microsystems把这系列主频为14.28–40Mhz的处理器应用到他们的SUN-4工作站上,取代了他们在SUN-3上使用的motorola 68000系列。但是SUN并没有学习其他芯片厂商,只是自己做芯片。为了让这个精简指令处理器流行起来,他们在1987年将 Sparc设计授权给一些芯片厂商,让他们为其生产电脑芯片。当中包括了德州仪器、Cypress半导体、富士通等。

    由于SPARC架构也对外完全开放,因此也出现了完全开放源代码的LEON处理器,这款处理器以VHDL语言写成,并采用LGPL授权。后来这些业务由他们成立的一个叫做SPARC国际公司运营。作为业界第一款具有可扩展性功能的产品,SPARC微处理器的推出为SUN赢得了高端微处理器市场的领先地位。

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    为了推动SPARK处理器的发展,Sun Microsystems还在接下来那几年推进UNIX操作系统的发展。那几年的Sun Microsystems拥有了芯片、Solaris系统、工作站等产品,公司还在1993年进入了财富五百强,风头盛极一时。

    败走服务器市场

    后来互联网的兴起,推动了服务器的需求,Sun Microsystems也转向了这个市场。按照作者的理解,服务器和工作站之间的差别就是一个高性能的GPU,因此Sun Microsystems转向这个市场是顺理成章。1992年,SUN推出了面向数据中心的SPARCcenter 2000多处理系统,拥有20个处理器 。之后在推出了64bit的 UltraSPARC处理器和更多的产品之后,使用SPARC处理器的服务器开始在市场逐步发威。在1996年,就有数百万的计算机用户通过SUN的SPARC服务器连接到一起。

    到了2001年,SUN成为全球增长最快的服务器公司。根据IDC的数据,当年SUN的服务器市场占有率从前一年的第四上升到第二,仅仅屈居IBM之后。同时SUN还是无可争议的UNIX服务器市场领导者。当时SPARC的生态链有数百家制造商、不少的独立芯片制造商,还有数十家公司制造自由的工作站和服务器。

    在早期互联网上,SUN真的可以称得上是呼风唤雨。在Wintel联盟服务器的咄咄逼人之下,SUN通过推兼容X86的操作系统,收购MySQL,开源Solaris等方式积极应对,但最终没有逃过历史使命,市场份额一度高达63%的SUN被Wintel干低。

    按理说,拥有先发优势的Sun Microsystems会在这个市场大展拳脚,但最后却落得了败走服务器市场,卖身Oracle。根据Gartner的数据,从2002年开始,Sun Microsystems的营收份额每况愈下,到了2007年正式被IBM反超。而RISC+UNIX的服务器市场也逐渐被Intel的X86+Linux/Windows拉下。

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    关于Sun Microsystems的SPARC服务器败走原因,有分析师认为,从内部看,是公司领导人重视硬件,忽视软件的结果;也有人认为Sun Microsystems成功的硬件搭配软件方式限制了他后来的发展。从外部看,英特尔X86+微软系统的生态影响力,给SUN带来的影响无可限量;更有些人认为Sparc芯片的先天缺陷限制了其发展,但实际上真的如此么?

    我们来看一下芯片层面的竞争。X86和Sparc的竞争,其实归根到底就是CISC和RISC的竞争,过去我们也一直都是从指令集上看这两个架构的差距,但根据Quora用户John Gustafson的看法,从芯片本身来说,单纯的比较架构是没有什么意义的。

    他指出,这两个指令集基本上都是从精简指令集开始,这两种架构都在演进,因此两者之间的差异是比较模糊的。他认为最大的差别就在于Intel的X86芯片存储器在存储字节的时候是低位优先(little-endian ),而SPARC的则是高位优先(big-endian)。“Intel 8088指令集只有156个指令,而当时的IBM精简指令集架构则有183个指令”,John Gustafson强调。之后双方不断地增加指令集。

    双方的竞争围绕各个方面开展。例如最初X86是16bit的处理器,但SPARC是32bit。后来英特尔就演进到32bit,为了应对来自AMD的竞争,还继续升级到了64bit,而SPARC也跟着升级到64bit。所以从这方面看,也没太大差别;在寄存器方面,最初SPARC 有160个,而X86只有6个,但后来Intel从各个方面赶上了。所以从这两点看,似乎差别也不是很大。

    如果硬要说有什么差别的,那就在于SPARC是开源的,而Intel是闭源的。但实际上这点也不对,因为X86有一个开源的版本。

    是否这两者之间有速度上的明显差距?这好像也没有。2011年的时候,全球最快的超级计算机使用的是富士通SPARC芯片。但SUN服务器败走是铁定的事实。
    总结
    其实关于SUN的荣誉,讨论的并不止这些,例如关于JAVA,关于Solaris就可以写一篇洋洋洒洒的雄文,但受限于篇幅,我们就忽略这一部分。

    谈到SUN的失败,从某个角度看可,这并不是公司本身的失败,而是UNIX服务器和工作站的失败,这是不可逆的历史进程。但SPARC也许就真的是失败了。虽然富士通早前还说将继续坚守,国内包括飞腾在内的一些公司还在做Sparc架构的芯片,但一直在声称Saprc比IBM Power和X86强悍的Oracle却撤了,这令人有些惋惜。因为SUN引领的Sparc是一个超越时代的开拓者。他们在2005年推出的UltraSPARC T1就有了八个核心,这在X86和ARM上面也是出现也没多少年。他通过牺牲单线程性能去获得低功耗的多线程性能。但种种原因还是导致他走到了今日的境地。

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    但另一个RISC指令集的ARM服务器芯片正在兴起,挑战英特尔X86服务器芯片的市场地位。这个指令集的复仇能否成功呢?我们拭目以待。(文/李寿鹏)
    本篇完




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    RISCV作者优文
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