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全歼对手!Intel x86 处理器为什么不死?

相比 x86,IBM 的 Power 架构和 Sun 的 SPARC 架构都曾有着很明显的性能优势。但时至今日,已经接近 40 岁的 x86 架构占据了超过 90%的服务器市场。 根源来看,是由于封闭系统和企业属性不符,盲目的追求生态会让推第三方到竞争对手的怀抱。这也是更开放的 x86 架构如今枝繁叶茂的原因。

全歼对手!Intel x86处理器为什么不死?

Power 高处不胜寒

1980 年,IBM 创新的推出了全球第一台基于 RISC(精简指令集)架构的原型机,RISC 对于 CISC(复杂指令集)在高性能领域优势明显。而 1994 年,IBM 基于此推出 PowerPC604 处理器,其强大的性能在当时处于全球领先地位。

在高端领域,Power 架构具备大规模 SMP 系统性能,其可以保障内存在访问任意一枚 CPU 时速度是一致的。而 x86 则是采用了 NUMA 结构,CPU 和内存分区,这就意味着在访问自己部分的内存速度飞快,而其他部分内存速度要慢不少。也正是因此,4 路以上的 x86 服务器相对较少。

硬件方面,Power 系统在可靠性、可用性和可维护性的方面的出色表现使得 IBM 从芯片到系统所设计的整机方案有着独有的优势。Power 架构的处理器在超算、大型企业的 UNIX 服务器等多个方面应用也十分成功。

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IBM 的 Power 架构 强大却不亲民

在软件方面,其专用的 AIX 系统在稳定性、软件方案集成度和厂商技术支持能力方面都要更强。由于用户选一平台主要看软件需求,一般对数据保护和 7*24 小时不宕机等有所要求,power 架构的稳定性和运维等方面相对更优。

但是,Power 系列的问题也十分明显,那就是价格太不亲民,技术也赶不上环境的变化

在云计算兴起后,随着分布式系统逐渐成熟,系统对小型机的依赖开始降低,改为依靠集群提供,性能也可实现分布式处理。而更为关键的是,IBM 的全套服务尽管稳定性优秀,但却影响了 Power 架构对其他商家的吸引力。

Sparc:流水无情恋落花

除了 Power 外另一个在 Unix 系统中表现极为活跃的架构就是 SPARC(Scalable Processor ARChitecture,可扩展处理器架构)。同样在是上世纪 80 年代,Sun 公司首先提出了 RISC 处理器体系架构 SPARC。并且在 1989 年,Sun 将采用了该架构的 SPARC 处理器应用于高性能工作站及服务器上。该架构的开放性和 risc 体系的特点很快让其成为了国际流行的架构。

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SPARC 有意 市场无情

为了扩大 SPARC 的影响力并作出进一步优化,1989 年“SPARC International”组织成立,帮助进行 SPARC 架构标准管理,而该组织的会员包括了很多全球知名的公司和机构,比如如欧空局、欧比特、摩托罗拉、东芝、富士通、Aeroflex Gaisler 等,以及 2009 年收购了 Sun 的 Oracle。

SPARC 架构的成功和 Sun 旗下的 Solaris 系统有着分不开的关系 。当计算机系统庞大、用户数量巨大增加时,基于 Unix 操作系统打造的 Solaris 能更好地利用计算机资源,是所有商业版中最可靠最完善的版本。而依赖 SPARC 架构和 Solaris 系统的性能和可靠性,其占领了服务器高端市场。Sun 的另一个更为知名的产品是 Java,虽然在上世纪 90 年代为智能家电开发的 Java 并没有为其带来相应的回报,但已成为今天移动时代最重要的开发语言。

如此强大的实力本应统领服务器市场,但遗憾的是,在微软和英特尔组成 Wintel 联盟之后,两者凭借自身在各自市场的规模效应,使得采用 Wintel 产品的服务器厂商可以通过低廉的价格大肆抢占中低端市场。而当 Sun 醒悟过来,通过开源等方式想要挽回败局时为时已晚。

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Solaris 系统已经被 Oracle 裁撤

最终,市值曾超 2000 亿美元的 Sun 以 74 亿美元卖给了 Oracle。表面上看,Oracle 的各种软件和 SPARC 架构的完美兼容大可以让这一架构起死回生。可是事实并不尽如人意,Oracle 在 2010 年放弃了开源项目 OpenSolaris;去年年底,Oracle 宣布 Solaris 操作系统将被裁撤,SPARC 架构最大的优势仅剩下和 Oracle 软件的兼容性。

而且 Sun 旗下产品线众多,SPARC 架构仅仅依靠 Oracle 根本无法走远,而能够不计竞争关系合作研发的企业少之又少,SPARC 架构如今的局面就变得十分尴尬。

x86 依靠生态称霸市场

与 Power 和 SPARC 在高性能领域的风生水起不同,x86 架构是天生的小屌丝。1978 年他出生的那年,英特尔还只是一个普通的科技公司。可是 x86 架构随同其 cisc 指令集却开启了一个新的时代。

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x86 架构在服务器领域本无优势

尽管在最初的几年,x86 并没有引发太大的震动,但是三年后,x86 架构得到 IBM PC 的应用,并很快成为了全球个人计算机的标准平台,成为史上最成功的 CPU 架构,Intel 如今的地位很大程度上是借助 x86 架构帮助。

很快,x86 架构处理器从桌面到笔记本、服务器、超级计算机和编写设备等多种平台得到发展,苹果在这期间就放弃了 PowerPC 专为使用 x86 架构。但是,X86 CPU 采用的 cisc 指令集却有着自己的问题。

CISC 指令集的固有问题在于 CPU 执行大多数是在访问存储器中的数据,这拖慢了整个系统的速度。而 RISC 系统则往往具有很多个通用寄存器,采用重叠寄存器窗口和寄存器堆等技术让寄存器资源充分利用。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。

再者,CISC 指令采用顺序串行执行,每条指令中的操作也是按照顺序串行执行,其优点在于控制简单。问题在于如果遇到复杂的指令,那么整体运行速度较慢而且过程复杂。

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CISC 与 RISC 指令集对比

今天的 x86 CPU 中已融入了解码的功能,其将长度不定的 x86 指令转换为长度固定的类似于 RISC 指令,然后将其交给 RISC 内核进行处理。解码包括了硬件解码和微解码两种,简单的 x86 指令采用硬件解码速度较快,而复杂的指令则需要微解码,将其分成若干条简单指令后才进行执行。目前,x86 架构的最大优势在于单条指令功能强大,指令数少速度较快;而由于指令数少,高频率运行时也不需要很大的宽带占用往 CPU 传输指令。

x86 的成功是因为英特尔不做服务器

x86 之所以可以赢得市场主要原因在于其是一个十分开放的架构。IBM 和 SUN 当年都是从芯片到服务器到系统一手包办的公司。而英特尔则是一个十分纯粹的芯片厂商,其业务仅与 AMD 等少数芯片生产者存在竞争,这就使得服务器厂商不用忌惮与之发生竞争关系。

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SOC 不弱 只怪三星太强

就像今天的手机市场,尽管三星也有很强的芯片设计制造能力,但是除了魅族以外,没有一家手机商使用三星的 SOC。英特尔与全球大多数的设备生产商的合作在保证了英特尔出货批量的同时,将良品率提升并降低成本从而进一步推高了 x86 架构在市场的占有率。

x86 的成功是因为英特尔不做服务器

单从性能来看,无论 Power 还是 SPARC 架构都可以击溃 x86,可是最终能够赢下来的却偏偏是” 最弱” 的 x86 架构。这并非劣币淘汰良币,而是市场竞争的选择,根源上讲,x86 的成功在于英特尔根本不碰服务器。

IBM 很强,这一点在英特尔还只是个普通小公司的时候就已经是事实了。可是强大的 IBM 大包大揽,无论大型机、小型机、芯片还是系统全都亲自上阵,这样做在安全和稳定性方面确实有自己的优势,而在金融领域也确实让大型机受益匪浅,可这么做无异于断了自己单个产品的生路。试问,小型机领域除了 IBM 有哪家服务器生产厂商愿意用 Power 架构芯片呢?那不就是相当于给竞争对手 IBM 的小型机送钱吗?

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英特尔的成功在于知道什么不该碰

而研发了 SPARC 架构的 Sun 也是犯了这个错误,Sun 在最辉煌的时候不仅有 SPARC 和 java,服务器、工作站、个人计算机等多种设备至今依然占据部分市场。可是 SPARC 架构想要发展必须依托于设备生产商的认可,可谁会买竞争对手的账呢?

克己复礼,天下归仁

而英特尔的战术就非常的明确,专精于 x86 架构芯片,绝不碰设备生产 。因此不论设备生产商、软件开发者或者系统开发者都可以与不存在利益竞争关系的英特尔合作。受益于此,x86 架构的兼容性也越发强大,生态体系越发完善,这才成就了现如今市场占有率超过 90%的一家独大局面,英特尔也借助 x86 架构一跃成为全球顶级的芯片提供商。

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谷歌吃下了摩托罗拉 却赔的血本无归

其他领域,正面典型如高通,专注芯片研发甚至连生产厂都不建,依靠专利和技术就成为顶级科技企业;反面如一心想推安卓的谷歌,125 亿美元收购摩托罗拉,三年后以 29 亿美元卖给联想;微软 50 亿美元收购诺基亚欲在移动端推广 Windows 系统,可如今无奈诺基亚改投安卓旗下。

克己复礼,天下归仁,孔子的话用在现如今的市场之中依然适用。Power 和 SPARC 架构在战略上就已经决定了其必然会成为小众化的产物,而英特尔的 x86 架构战略则无比清晰,毕竟自己的产品永远不可能让竞争对手买单。

转自 http://news.mydrivers.com/1/529/529951.htm

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