世界算力简史（上）

世界算力简史（中）

(资料图片)

今天终于要完结了……

█1980-1990：PC时代

IBM-PC和“兼容机”

上一篇，我们说到，70年代微处理器崛起，使得个人电脑开始大量出现。

这种情况，让传统巨头IBM感受到了威胁。一直以来，他们都专注于大型机，导致忽视了小型机的市场。

为了亡羊补牢，他们也决定启动个人电脑研发计划。

1980年3月，IBM召开一次高层秘密会议，设立“Chess（国际象棋）”项目，专门研发个人电脑（Personal Computer这个词，就是这时被IBM提出来的）。

负责这个项目的，是唐·埃斯特利奇（Don Estridge）。他带领了一个13人小组，蹲在弗罗里达州博卡拉顿镇的一间仓库里，进行秘密研发工作。

唐·埃斯特利奇

最开始的时候，他们打算采用自己的处理器（IBM 801）和操作系统。但考虑到时间紧迫（领导要求1年内搞定），他们还是决定与第三方合作。

1981年8月12日，他们的工作有了成果，IBM公司正式推出了IBM-PC（IBM5150），搭载的是英特尔的8088处理器（16位，），以及微软的PC-DOS操作系统。

IBM-PC

IBM-PC售价为1565美元，拥有16K内存（可以根据需要扩展到256K），带有英寸软盘。它为扩充能力设计了总线插卡，可以让用户加装显卡，并自行选择黑白或彩色显示器。

IBM-PC推出后，很快获得了巨大的成功，第一年销售就超过20万台，1985年更是超过100万台。

它不仅被评为《时代》周刊封面的“年度人物”，还荣膺了“二十世纪最伟大产品”的称号。（可惜的是，作为IBM-PC的缔造者，唐·埃斯特利奇在1985年死于空难。）

IBM-PC的成功，吸引了很多厂商对它进行“仿制”。他们参考IBM-PC的标准，打造可以“兼容”使用IBM-PC配套软件、扩展卡和外设的产品，称为“兼容机”（电脑DIY的鼻祖）。

1982年6月，哥伦比亚数据产品公司（Columbia Data Products）推出了第一台IBM PC兼容机——MPC 1600。11月，康柏（Compaq）紧随其后，推出了与IBM PC兼容的便携式电脑——Portable（1983年3月出产）。

Compaq Portable

“兼容机”配置灵活，价格便宜，很快抢走了IBM-PC的市场份额。1983年，IBM占据PC市场份额的大约76%。到了1986年，就跌成了26%。这让IBM郁闷不已。

英特尔的崛起

PC兼容机的全面崛起，真正受益者是英特尔和微软。

IBM-PC使用的8088，是英特尔在1979年推出的。

1982年2月，英特尔搞出了和8088完全兼容的第二代PC处理器80286，用在IBM PC/AT上。

8088/80286芯片，都是16位处理器，当时在技术上并不算领先。1979年，摩托罗拉就已经率先推出了32位的处理器——MC68000，领先英特尔至少半代。

MC68000

苹果公司的Apple Lisa与Macintosh（麦金塔，1984年1月发布，是首个采用了图形界面操作系统的个人电脑），用的就是MC68000。

直到1985年7月，英特尔公司终于推出了自己姗姗来迟的32位处理器——80386。

这款处理器迎合了兼容机的需求，获得了巨大的成功。

值得一提的是，IBM公司早期比较强势，他们研发IBM-PC的时候，选择了英特尔的芯片，就强制要求英特尔将设计和代码开放给AMD公司，让AMD成为第二供应商。

后来，兼容机越来越多，都采用了英特尔的芯片，变成了英特尔掌握话语权。于是，从80386开始，英特尔就不再开放任何资料给AMD。

1987年，AMD以违约为由，一纸诉讼将英特尔告上了法庭，英特尔随即反诉。两者的垄断和侵权官司，陆陆续续打了8年。

虽然最后AMD打赢了官司，但错过了CPU发展的黄金时期，也被英特尔甩开了差距。

80年代中期，日本半导体的崛起，也给英特尔等美国公司带来了极大威胁。

后来，传奇CEO安迪·格鲁夫（Andy Grove）掌舵英特尔，砍掉了存储半导体业务，聚焦微处理器业务，才把英特尔给救了回来。

安迪·格鲁夫

1989年，英特尔推出了80486处理器，获得了市场的欢迎。

凭借80486的出色表现，英特尔的业绩超过了所有的日本半导体公司，成为世界第一的半导体生产商。

微软的DOS/Windows

再来看看微软。

微软当年给IBM-PC开发的DOS，是自己买的“二手货”。

MS-DOS

1976年，美国的DR公司成功研制出一套名为CP/M（Control Program/Monitor，控制程序/监控）的操作系统，专门用于搭载了英特尔8080芯片的微型计算机（包括Altair 8800）。

IBM本来想用这套系统，但是没谈拢。

后来，SCP（西雅图计算机产品）公司有一个名叫蒂姆·帕特森（Tim Paterson）的程序员写了一个QDOS系统（Quick and Dirty Operating System，快速和肮脏的操作系统，后改名为86-DOS），是CP/M系统的变种。

比尔盖茨眼光很准，买断了这个系统（还挖走了蒂姆·帕特森），改了改，变成PC-DOS，卖给了IBM。

IBM-PC火了以后，微软的DOS就跟着出名了。然后，微软就不断更新，出了很多新版本。

苹果的Macintosh推出图形界面操作系统后，给了比尔盖茨很大震撼。于是，就进行了“参考”，于1985年11月推出了Windows 。

Windows 界面

早期的Windows只是DOS的“外壳”，中看不中用，所以备受用户吐槽。于是，微软就开始了全新内核的开发，也就是后来的Windows NT。

微软其实还和IBM一起搞了一个OS/2操作系统，结果后来摆了IBM一道，放弃了。

80年代，因为PC兼容机的普及，造就了一个巨大的IT市场。很多新公司成立，也有很多新产品推出。

例如，1982年9月，3Com公司推出了世界上第一款网卡。1984年，英国AdlibAudio公司推出了第一款声卡——魔奇声卡。1985年，Philips和Sony合作推出CD-ROM驱动器。……这些硬件产品，让PC变得更加强大，也给用户带来了更好的体验。

█1990-2000：互联网时代

Wintel联盟

进入90年代后，英特尔和微软已经成为真正的巨头，市值超过千亿美元。

英特尔的奔腾系列x86处理器，还有微软的Windows操作系统，是所有PC的标配。他们组成的Wintel联盟，牢牢掌握着PC市场的主动权。

在工作站和服务器领域，英特尔和微软面对的局面有点复杂。

在处理器方面，行业竞争异常激烈。当时，主要分为两个阵营。

一个，是以SUN、SGI、IBM、DEC、HP、摩托罗拉等厂商为代表的RISC-CPU阵营。他们主张采用RISC-CPU架构（RISC，简单指令计算机）。

另一个，是以英特尔和AMD为代表的CISC-CPU阵营。他们主张采用CISC-CPU架构（CISC，复杂指令计算机）。

虽然RISC速度更快，当时更被行业看好，但安迪·格鲁夫领导下的英特尔，依然坚持以CISC-CPU作为自己的主要方向。

最终，英特尔凭借巨大的研发投入，还有兼容性和量产速度上的优势，战胜了其它对手，成功巩固了自己的地位。（不过，英特尔应该不会想到，若干年后，他们还是在RISC上栽了大跟头。）

在操作系统这边，微软的竞争对手是强大的UNIX/Linux阵营。

UNIX，以及后来诞生的Linux及其发行版（例如Ubuntu、Debian、Centos、Fedora、 Redhat Linux），是服务器操作系统的主流选择。

林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds），Linux内核的编写者（1991年）

Windows虽然也推出了Windows NT，但因为稳定性上不如Unix/Linux，所以市场份额并没有优势。

信息化

在奔腾处理器的助力下，PC的性能有了很大的提升。而Windows的不断完善，也让普通人有了操作计算机的能力。

90年代，因为半导体技术的高速迭代，存储技术也变得越来越成熟。内存和硬盘的容量越来越大，闪存和各式各样的存储卡也开始出现，让媒体的拷贝和保存变得更加方便。

如果说，80年代的PC，对用户来说只是尝鲜。那么，90年代的PC，已经是真正的生产力工具了。

人们不仅用PC来听音乐、看视频、玩游戏，还用它来编辑文档、建立表格、处理数据。

在PC的帮助下，人们充分感受到IT算力带来的生活品质改善，以及生产效率提升。

整个人类社会的信息化进程，开始加速。

互联网大爆发

给信息化又添了一把火的，当然是互联网。

经过80年代的不断膨胀和扩张，ARPANET终于演变成了覆盖全球的互联网。

1991年8月6日，英国物理学家蒂姆·伯纳斯·李（Tim Berners-Lee），正式提出了World Wide Web，也就是如今我们非常熟悉的www万维网。

他还提出了HTTP（超文本传送协议）和HTML（超文本标记语言），设计了第一个网页浏览器，并建立了世界上第一个web网站。

互联网的出现，更是给人们打开了新世界的大门。互联网就是一个拥有无限资源的宝库，各种各样的网站、论坛，令人眼花缭乱。强大的即时通讯工具，也满足了人们的通信和社交需求。

互联网已经超出了技术的范畴。它构建一个线上的虚拟世界，衍生出很多新的商业模式，彻底改变了人类社会。

互联网的蓬勃发展，催生了很多的互联网公司。

这些公司购买了大量的服务器，建设了机房，为用户提供服务。例如邮箱服务、音视频下载服务、网页访问服务等。

信息科技的发展方向开始发生变化。一种新的算力服务模式，开始逐渐向我们走来。

█2000-现在：云计算时代

云计算

互联网崛起之后，用户的急剧增长，以及业务的潮汐化特点（有时候人多，有时候人少），给服务商带来了很大的压力。

如何以更低的成本，更灵活地满足用户需求，成为众多企业思考的难题。

90年代中期，就有人提出了“云计算”的设想。

1996年，康柏公司的一群技术主管在讨论计算业务的发展时，首次使用了Cloud Computing这个词。他们认为，商业计算会向Cloud Computing的方向转移。

康柏公司关于cloud computing的文件

进入21世纪后，设想逐渐成为了现实。

2006年，互联网电商亚马逊（Amazon）率先推出了两款重磅产品，分别是S3（Simple Storage Service，简单存储服务）和EC2（Elastic Cloud Computer，弹性云计算），从而奠定了自家云计算服务的基石。

另一家在云计算上有所行动的公司，是谷歌（Google）。

这家诞生于1998年的年轻公司，在2003~2006年期间，连续发表了四篇重磅文章，分别关于分布式文件系统（GFS）、并行计算（MapReduce）、数据管理（Big Table）和分布式资源管理（Chubby）。

这些文章不仅奠定了谷歌自家的云计算服务基础，也为全世界云计算、大数据的发展指明了方向。

2006年，谷歌工程师克里斯托夫·比希利亚第一次向董事长兼CEO埃里克·施密特（Eric Schmidt）提出了“云端计算”的想法。

8月9日，施密特在搜索引擎大会上，正式提出了“云计算（Cloud Computing）”。

云计算的本质，是把零散的物理算力资源变成灵活的虚拟算力资源，配合分布式架构，提供理论上无限的算力服务。

算力趋势

2010年至今，算力发展出现两个显著趋势。

一，泛在化。

90年代，2G移动通信普及，让很多用户用上了手机。那时候，PDA掌上电脑等设备，也开始流行。

苹果公司的Newton掌上电脑（1992年）

这类设备功能比较简单，使用的芯片对性能要求不高，但是非常在意能耗。

这让一家名叫ARM（Advanced RISC Machines）的公司找到了机会。他们高举RISC的大旗，专门走低功耗、低成本的道路，刚好迎合了移动终端的芯片需求。

前面小枣君和大家说过，英特尔是搞CISC的，在服务器市场干掉了搞RISC的几个大厂商。当时，他们根本看不上ARM，觉得RISC没前途。结果，就养虎为患了。

2008年，乔布斯的苹果公司推出iPhone，将手机带入智能时代。

手机、pad等移动终端彻底爆发了，ARM公司和他的ARM架构芯片也彻底爆发了，成为移动互联网时代的大赢家。

移动终端芯片的能力越来越强，不输给桌面终端芯片。人们对终端芯片的关注热度，也超过了PC芯片。

3G/4G/5G移动通信以及光纤宽带的发展，构建了强大的网络，给算力的“移动”创造了条件。

如今，算力不再只待在云端，而是可以下沉到边缘，产生了“云计算-边（边缘计算）-端计算”三层架构。运营商还提出了算力网络，想要实现算力的全面泛在化。

二，细分化。

信息化和网络化，让人们尝到了甜头。如今，技术不断升级，我们又开始提出数字经济和数字化转型。说白了，就是所有行业，都要实现数字化。

各个行业对算力有着不同的需求。于是，算力逐渐开始细分，分为通用算力、超算算力、智能算力。

不同的算力需求，也使得算力芯片产生了不同的形态。从原来的CPU单一化计算，逐渐演变为“通用计算芯片+专用计算芯片”的格局。

除了传统的CPU和GPU之外，NPU、DPU等算力单元开始出现，并成为大众关注的焦点。

在高性能计算上，算力集群成为超算和智算的新宠。2023年全面崛起的AIGC大模型，更是给算力的发展打了一针强心剂。

像GPU这样的算力芯片，在人工智能计算上，反而比CPU更强。如今，高端GPU，变得一卡难求。

换做二十年前，谁也不会想到，做显卡（GPU）的英伟达公司，市值竟然会是CPU公司英特尔的8倍。

█结语

写到这里，算力简史系列，终于要结束了。

人类的算力发展历程，真的堪称一部波澜壮阔的科技史诗。

从最早期的结绳记事，到算盘算筹，再到机械计算机，经过了数千年的漫长摸索。

而电子计算机出现后，只用了不到一百年，就让算力翻了百万亿倍。

算力的飞跃

刚刚过去的四十年，信息技术革命的浪潮，席卷了我们生活的每一个角落。整个人类社会，在算力的驱动下，发生了翻天覆地的变革。

未来，数字化和智能化还将继续向前推进。我们对算力的需求，还在疯狂增长。

在摩尔定律逐渐走向瓶颈的前提下，我们该如何实现算力的倍增？以量子计算为代表的新型算力，是否会全面崛起？

就让时间来告诉我们答案吧！