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以云为中心的未来依赖开源芯片!

新的一年确实以计算机行业的一声惊天巨响拉开了帷幕。


英特尔x86芯片架构中被媒体大肆报道的两个安全缺陷现已浮出了水面。它们似乎影响AMD制造的其他微处理器和ARM许可的设计。


它们可能是有史以来其中两个最严重的缺陷,因为它们存在于硬件中,而不是存在于软件中,波及数十亿个系统。


名为Meltdown和Spectre的这两个缺陷是异乎寻常的漏洞。它们性质极其严重、影响极其深远,当前唯一可能的解决办法就是采用软件补丁:一旦打上了补丁,某些类型的工作负载运行起来最多减速30%。



实际上,受影响的系统可能会造成极广泛的危害,毕竟这些缺陷出现在芯片本身的基本系统架构中,它们可能自1995年以来就以某种形式存在了。


Meltdown演示:窥视密码

那可以追溯到《老友记》是最热门电视节目的年代。我还是一头俊发,那阵子刚结婚。那时候我们大多数人还使用Windows 3.1。


血统必须完全消失


至于这些缺陷究竟如何显现出来,这方面的细节暂且不表,因为解释起来本身技术性很强,你得是芯片行家才能真正搞明白。我们只想说,它们利用现代微处理器使用的某些基本功能来优化性能。


这与DNA何其相似。DNA为生物体在非常基础的层面如何运作提供了蓝图和固件编程。


要是你的DNA有缺陷,就会患有遗传病。你可以尝试用各种疗法和药物来缓解,但是无法真正治愈遗传病。没错,你是有像基因编辑技术CRISPR这样的技术,却没有与之相当的硬件。


实际上,唯一的办法就是让旧生物体死亡,让另一个生物体取而代之,至少今天是这样。血统必须完全消失。


在这种情况下,有遗传疾病的生物体就是英特尔的x86芯片架构,这是无数个人计算机、数据中心服务器和嵌入式系统中最主要的系统架构。


十年前,我提议将英特尔x86架构推倒重来(http://www.zdnet.com/article/do-we-need-to-wipe-the-slate-with-x86/)。



我的理由主要与这个观念有关:当时,Linux越来越流行,需要与数据中心中和桌面上基于Windows的工作负载继续保持兼容变得越来越不是很困难的要求。


瞧瞧十年来发生了什么?Linux(及构成整个架构的其他相关的FOSS技术)现在已是一种主流操作系统,成为了公共云基础设施的基石以及移动和物联网中的基础性软件技术。


虚拟化现在非常普遍,已成为确保大规模企业系统设计和可扩展性的一种标准的业务惯例。


容器化现在期望补充、最终取代虚拟化,以便在开发运维(DevOps)和大规模系统的自动化未来共同推动的多租户、高度微分段的网络中促进发展、加强安全。


自2008年以来,微软积极走上了开源道路,成功实现了由Windows公司向Azure/Office 365云公司的华丽转身,不仅仅为Windows编写云应用软件,还为Linux、iOS和Android编写云应用软件。


所有这些进步未必与确保与x86兼容相关联。要说有什么区别的话,由于我们现在享有很高级别的抽象和可移植性,它们可能让我们无需编写这种类型的相关代码。


尽管有这些进步,但我们对于这只年迈又喜爱的宠物:x86系统架构的投入并没有减弱。这些年来,我们一直对它给予各种的治疗,至今已有四十载,为的就是让它继续活着。


问题不是我们是否应该放弃这只老黄狗(英特尔架构)。我们把它换成哪个品种的狗狗?另一款容易患其他遗传缺陷的纯种狗?还是别的什么?


我们别再将微处理器系统的架构视为英特尔、AMD或甚至ARM等大型公司秘密开发的许可设计了。


Sun的思路对头


2008年我写这篇文章的前篇时,现已销声匿迹的Sun Microsystems决定开源一种芯片架构:OpenSPARC T2,Sun的知识产权资产现归Oracle所有。


当时这个概念根本没有流行开来,也没有被任何大公司所接受。被Oracle收购的Sun此后发生的一切对各有关方来说都不是那么愉快;考虑到Oracle这家公司天性爱打官司,为什么没有人接受OpenSPARC也就不难理解了。


然而尽管如此,我还是认为Sun当时的思路对头。我们需要开发一种现代的OpenSPARC,任何处理器代工厂都可以在不必购买IP许可的情况下制造这种芯片,从而降低为云、移动和物联网大规模制造微处理器的成本。


这使得售价200美元的智能手机和超大规模数据中心生命周期管理起来都极具可行性、极具成本效益。


正如Linux和开源彻底改变了我们对操作系统和应用软件的看法,我们需要微处理器领域有同样的变革,才能摆脱充斥着这些遗留问题的私有数据中心,迈入到云的全新领域。


这将会带来更多的好处,而不只是提供一种在不断发展变化的云中可以灵活应变的系统架构。实际上,我们拥有这样的软件技术,现在就让我们能够轻松从芯片硬件中抽象出来。这样一来,出现需求后,我们就能够凭借社区的齐心协力来纠正和改进芯片。


我们需要搞新的架构


的确,谁都知道一些风险困扰着开源系统,比如分叉(forking),但是它通常打造了运行良好的社区和糟糕的社区之间相互竞争的生态系统。


而多半,好的一方会胜出,成为被大家接受的标准。


我不能确切地说这个新的芯片家族需要基于什么样的架构。然而,我认为ARM不会将其IP捐给这项事业,我认为OpenSPARC可能也不会。


IBM POWER可能会吗?那无疑会是“蓝色巨人”的高姿态,将有助于保持和确立该公司将来在云市场的江湖地位。


事实上,我们现在需要搞一种新的架构,彻底摈弃过去的40年来一直推动行业发展,后来阻碍发展的任何历史包袱。就像Linux方面所做的那样。

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