硬科技:RISC諸神的黃昏系列 IBM古老RISC體系(三)

2022.06.09 02:56PM
照片中提到了IBM、A,包含了ibm as400、IBM AS/400、IBM 系統/38、IBM公司、中端電腦

IBM不只有大型高階伺服器、工作站與個人電腦,也是曾經擁有大量中階商用計算機系統,如System/36和System/38等系列。在1980年代初期,IBM高層開始擔心這些彼此不相容的產品會損害公司的競爭力,尤其面對在當時極度受到歡迎的DEC VAX。

所以IBM在1982年啟動了代號Fort Knox的計畫,目標將System/36、System/38、IBM 8100、Series/1與IBM 4300等CISC架構整合成單一產品線,並維持所有系統的回溯相容性。IBM為此開發以IBM 801為基礎、代號lliad的RISC處理器。此外,IBM不但將為了Fort Knox設計全新的作業系統,這些將被替換的所有作業系統,也將同時移植到lliad處理器,以便客戶可無縫接軌的將軟體遷移到統一的新平台。

但各位科科一定馬上察覺到這計畫的雄心實在太過「華麗壯大」,並且遭遇到多次延誤與變更,隨著計畫的推進,支援IBM 8100和Series/1的需求就被放棄了。更糟糕的是,當IBM的工程師嘗試移植現有平台的作業系統與軟體時,發現如果不針對單獨作業系統去大量更動lliad處理器的設計,根本難以實現,結果變成還得外掛支援特定作業系統的輔助處理器,直到輔助處理器「反客為主」成為主要處理器、lliad反倒被降級成配角,更不可能實現原先Fort Knox整合到單一處理器架構上的目標。也因此,Fort Knox計畫在1985年被取消。

當Fort Knox計畫還在進行的同時,IBM位於Roschester的研發團隊認為Fort Knox的失敗是不可避免的結果,而且還阻礙他們的新產品開發,使得IBM缺乏具有競爭力的中階產品,為此啟動了一個「臭鼬工廠計畫 (此術語起源於洛克希德公司的二戰臭鼬工廠,意謂非正式、半祕密開發並不受正常管理約束的開創性專案)」,讓System/36的軟體可運行於System/38。當Fort Knox被腰斬後,1985年12月就正式轉為代號Sliverlake的正式計畫,本質上是System/38的硬體演進,並大量沿用為了Fort Knox而開發的部份技術。

照片中包含了IBM 系統 38、IBM 系統/38、IBM公司、IBM 系統/34、中端電腦

 

Sliverlake在1988年8月被正式發布,並重新命名為AS/400系統 (Application System/400),作業系統則是OS/400 (Operating System/400),並且在日後遷移到PowerPC架構。

照片中提到了S/36 and S/38、Native、Unix,包含了iseries ibmi 的架構師、IBM AS/400、IBM公司、IBM i、軟件

問題來了, IBM究竟是如何打造出可以相容一堆老舊中階系統的統一架構?說穿了也就是虛擬化技術的應用。日後被改名為IBM i的OS/400作業系統,其結構被分為兩層,一邊是跟硬體相關的SLIC (System Licensed Internal Code),並一邊則是和硬體無關的XPF (Extended Control Program Facility),由稱為TIMI (Technology Independent Machine Interface) 的硬體抽象層 (HAL, Hardware Abstraction Layer) 所隔離。以上諸多有字天書,看不懂也沒關係,反正科科們只要知道IBM不計血本、大費周章的設法留住舊有客戶就對了,特別是System/38。

在1990年,IBM Roschester團隊開始著手將AS/400沿用的System/38指令集 (48位元CISC的IMPI) 替成為96位元的C-RISC (Commercial RISC)。C-RISC並不是全新的設計,而是System/370大型主機那種IMPI (Internal MicroProgrammed Interface) 微碼組成指令集的演進版,將記憶體定址空間擴展到96位元,並添加了一些RISC指令來加速AS/400的計算密集型商業應用程式。坦白講,筆者還真的很好奇這東西做出來會是什麼樣子。

但科科們一定會想到:奇怪,IBM那時不是已經有Power和RS/6000這些IBM 801的遺產了,幹嘛浪費力氣再弄另一套全新的RISC指令集?在1991年,Frank Soltis (System/38的創造者) 應IBM高層的要求,提出了一項建議,即調整64位元PowerPC體系結構,以支援AS/400平台的需求。他們對PowerPC架構的擴展計畫,稱為Amazon (後來稱為PowerPC-AS),得到了IBM管理層的批准,開發下一個AS/400處理器架構。

IBM 最初嘗試以Belatrix計畫,企圖開發出可同時滿足AS/400與RS/6000的PowerPC處理器,但因太過野心勃勃而放棄,轉而衍生出RS64系列產品線,還以一年一款的節奏,連續推出四款型號。

照片中提到了PowerPC 2.00、01、02,包含了平面圖、IBM公司、IBM POWER微處理器、PowerPC、微處理器

 

在2001年上市的Power4處理器,除了以計算機工業史上首款原生雙核心處理器而聞名於世,對於IBM以及其無數的客戶來說,Power4最重大的意義,其「語言」Power ISA 2.0同時相容Power、PowerPC與PowerPC-AS (Amazon) 三種RISC指令集,也因此,Apple的PowerMac G5也才能使用PowerPC 970這個Power4的單核心精簡版。

照片中提到了團 N、際,包含了IBM Power4、IBM公司、中央處理器、電源4、多核處理器

但故事尚未結束,Motorola的半導體部門,在2004年獨立成Freescale (現在的NXP),他們也自行擴展PowerPC指令集,到了2006年的Power ISA 2.03 (Power6處理器) 才完全整併在一起,就此功德圓滿。只不過,在今天,Power指令集的應用範圍,也幾乎困死在IBM自己的高階處理器,不再有 “Power Everywhere” 的任何可能性,更何況在ARM急速崛起的當下。

硬科技:「簡報王」和他們的產地IBM Power Everywhere篇

自從1965年,IBM超過「半個世紀的RISC發展史」,里程碑可簡略如下圖。然後每當筆者看到RISC-V陣營支持者和唱和的媒體工作者,老是把RISC指令集架構講的好像偉大的全新發明一樣,除了搖頭嘆息,也只能繼續科科笑了。

照片中提到了1965、1974、1985,包含了風力渦輪機尺寸、渦輪、線、風力發電機、字形

3 則回應

你可能有興趣的文章