世界算力簡史（上）
世界算力簡史（中）
今天終於要完結了……
█1980-1990：PC時代
-
IBM-PC和「兼容機」
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，他們都專注於大型機，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，蹲在弗羅裡達州博卡拉頓鎮的一間倉庫裡，進行秘密研發工作。
唐·埃斯特利奇
最開始的時候，他們打算採用自己的處理器（IBM 801）和作業系統。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作業系統。
IBM-PC
IBM-PC售價為1565美元，擁有16K記憶體（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，可以讓使用者加裝顯示卡，並自行選擇黑白或彩色顯示器。
IBM-PC推出後，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》週刊封面的「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年死於空難。）
IBM-PC的成功，吸引了很多廠商對它進行「仿製」。他們參考IBM-PC的標準，打造可以「兼容」使用IBM-PC配套軟體、擴展卡和外設的產品，稱為「兼容機」（電腦DIY的鼻祖）。
1982年6月，哥倫比亞資料產品公司（Columbia Data Products）推出了第一臺IBM PC兼容機——MPC 1600。11月，康柏（Compaq）緊隨其後，推出了與IBM PC兼容的行動式電腦——Portable（1983年3月出產）。
Compaq Portable
「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佔據PC市場份額的大約76%。到了1986年，就跌成了26%。這讓IBM鬱悶不已。
-
英特爾的崛起
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晶片，都是16位處理器，當時在技術上並不算領先。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。
MC68000
蘋果公司的Apple Lisa與Macintosh（麥金塔，1984年1月發佈，是首個採用了圖形界面作業系統的個人電腦），用的就是MC68000。
直到1985年7月，英特爾公司終於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，選擇了英特爾的晶片，就強制要求英特爾將設計和程式碼開放給AMD公司，讓AMD成為第二供應商。
後來，兼容機越來越多，都採用了英特爾的晶片，變成了英特爾掌握話語權。於是，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。
雖然最後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。
後來，傳奇CEO安迪·格魯夫（Andy Grove）掌舵英特爾，砍掉了儲存半導體業務，聚焦微處理器業務，才把英特爾給救了回來。
安迪·格魯夫
1989年，英特爾推出了80486處理器，獲得了市場的歡迎。
憑藉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。
-
微軟的DOS/Windows
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」。
MS-DOS
1976年，美國的DR公司成功研製出一套名為CP/M（Control Program/Monitor，控制程序/監控）的作業系統，專門用於搭載了英特爾8080晶片的微型計算機（包括Altair 8800）。
IBM本來想用這套系統，但是沒談攏。
後來，SCP（西雅圖計算機產品）公司有一個名叫蒂姆·帕特森（Tim Paterson）的程式設計師寫了一個QDOS系統（Quick and Dirty Operating System，快速和骯髒的作業系統，後改名為86-DOS），是CP/M系統的變種。
蒂姆·帕特森，DOS之父
比爾蓋茲眼光很準，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火了以後，微軟的DOS就跟著出名了。然後，微軟就不斷更新，出了很多新版本。
蘋果的Macintosh推出圖形界面作業系統後，給了比爾蓋茲很大震撼。於是，就進行了「參考」，於1985年11月推出了Windows 1.0 。
Windows 1.0 界面
早期的Windows只是DOS的「外殼」，中看不中用，所以備受使用者吐槽。於是，微軟就開始了全新核心的開發，也就是後來的Windows NT。
微軟其實還和IBM一起搞了一個OS/2作業系統，結果後來擺了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路卡。1984年，英國AdlibAudio公司推出了第一款音效卡——魔奇音效卡。1985年，Philips和Sony合作推出CD-ROM驅動器。……
這些硬體產品，讓PC變得更加強大，也給使用者帶來了更好的體驗。
█1990-2000：網際網路時代
-
Wintel聯盟
進入90年代後，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作業系統，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。
在工作站和伺服器領域，英特爾和微軟面對的局面有點複雜。
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。他們主張採用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。他們主張採用CISC-CPU架構（CISC，複雜指令計算機）。
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，英特爾憑藉巨大的研發投入，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，若干年後，他們還是在RISC上栽了大跟頭。）
在作業系統這邊，微軟的競爭對手是強大的UNIX/Linux陣營。
UNIX，以及後來誕生的Linux及其發行版（例如Ubuntu、Debian、Centos、Fedora、 Redhat Linux），是伺服器作業系統的主流選擇。
林納斯·託瓦茲（Linus Torvalds），Linux核心的編寫者（1991年）
Windows雖然也推出了Windows NT，但因為穩定性上不如Unix/Linux，所以市場份額並沒有優勢。
-
資訊化
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，儲存技術也變得越來越成熟。記憶體和硬碟的容量越來越大，快閃記憶體和各式各樣的儲存卡也開始出現，讓媒體的複製和保存變得更加方便。
如果說，80年代的PC，對使用者來說只是嚐鮮。那麼，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、看視訊、玩遊戲，還用它來編輯文件、建立表格、處理資料。
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。
整個人類社會的資訊化進程，開始加速。
-
網際網路大爆發
給資訊化又添了一把火的，當然是網際網路。
經過80年代的不斷膨脹和擴張，ARPANET終於演變成了覆蓋全球的網際網路。
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全球資訊網。
蒂姆·伯納斯·李
他還提出了HTTP（超文字傳送協議）和HTML（超文字標記語言），設計了第一個網頁瀏覽器，並建立了世界上第一個web網站。
網際網路的出現，更是給人們打開了新世界的大門。網際網路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，也滿足了人們的通訊和社交需求。
網際網路已經超出了技術的範疇。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。
網際網路的蓬勃發展，催生了很多的網際網路公司。
這些公司購買了大量的伺服器，建設了機房，為使用者提供服務。例如郵箱服務、音視訊下載服務、網頁訪問服務等。
資訊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。
█2000-現在：雲端運算時代
-
雲端運算
網際網路崛起之後，使用者的急劇增長，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，更靈活地滿足使用者需求，成為眾多企業思考的難題。
90年代中期，就有人提出了「雲端運算」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。
康柏公司關於cloud computing的檔案
進入21世紀後，設想逐漸成為了現實。
2006年，網際網路電商亞馬遜（Amazon）率先推出了兩款重磅產品，分別是S3（Simple Storage Service，簡單儲存服務）和EC2（Elastic Cloud Computer，彈性雲端運算），從而奠定了自家雲端運算服務的基石。
另一家在雲端運算上有所行動的公司，是Google（Google）。
這家誕生於1998年的年輕公司，在2003~2006年期間，連續發表了四篇重磅文章，分別關於分散式檔案系統（GFS）、平行計算（MapReduce）、資料管理（Big Table）和分散式資源管理（Chubby）。
這些文章不僅奠定了Google自家的雲端運算服務基礎，也為全世界雲端運算、大資料的發展指明瞭方向。
2006年，Google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「雲端計算」的想法。
8月9日，施密特在搜尋引擎大會上，正式提出了「雲端運算（Cloud Computing）」。
埃里克·施密特
雲端運算的本質，是把零散的物理算力資源變成靈活的虛擬算力資源，配合分散式架構，提供理論上無限的算力服務。
-
算力趨勢
2010年至今，算力發展出現兩個顯著趨勢。
一，泛在化。
90年代，2G行動通訊普及，讓很多使用者用上了手機。那時候，PDA掌上電腦等設備，也開始流行。
蘋果公司的Newton掌上電腦（1992年）
這類設備功能比較簡單，使用的晶片對性能要求不高，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晶片需求。
前面小棗君和大家說過，英特爾是搞CISC的，在伺服器市場幹掉了搞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，賈伯斯的蘋果公司推出iPhone，將手機帶入智慧時代。
賈伯斯
手機、pad等移動終端徹底爆發了，ARM公司和他的ARM架構晶片也徹底爆發了，成為移動網際網路時代的大贏家。
移動終端晶片的能力越來越強，不輸給桌面終端晶片。人們對終端晶片的關注熱度，也超過了PC晶片。
3G/4G/5G行動通訊以及光纖寬頻的發展，構建了強大的網路，給算力的「移動」創造了條件。
如今，算力不再只待在雲端，而是可以下沉到邊緣，產生了「雲端運算-邊（邊緣運算）-端計算」三層架構。運營商還提出了算力網路，想要實現算力的全面泛在化。
二，細分化。
資訊化和網路化，讓人們嚐到了甜頭。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。於是，算力逐漸開始細分，分為通用算力、超算算力、智慧算力。
不同的算力需求，也使得算力晶片產生了不同的形態。從原來的CPU單一化計算，逐漸演變為「通用計算晶片+專用計算晶片」的格局。
除了傳統的CPU和GPU之外，NPU、DPU等算力單元開始出現，併成為大眾關注的焦點。
在高效能運算上，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這樣的算力晶片，在人工智慧計算上，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，做顯示卡（GPU）的英偉達公司，市值竟然會是CPU公司英特爾的8倍。
█結語
寫到這裡，算力簡史系列，終於要結束了。
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。
而電子計算機出現後，只用了不到一百年，就讓算力翻了百萬億倍。
算力的飛躍
剛剛過去的四十年，資訊技術革命的浪潮，席捲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，數字化和智慧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！