IBM終于邁出了下一步，開(kāi)源其Power系列處理器的指令集架構(gòu)

通過(guò)收購(gòu)Red Hat大量注入開(kāi)源精神，IBM終于邁出了下一步，開(kāi)源其Power系列處理器的指令集架構(gòu)。IBM還在推動(dòng)OpenPower Foundation，由Google，Mellanox Technologies，Nvidia和Tyan組建，在Linux基金會(huì)的管理控制下，圍繞Power架構(gòu)創(chuàng)建了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。能否和RISC-V抗衡呢？讓我們拭目以待！

開(kāi)源，正在成為昔日巨頭們重新奪回賽道的重要手段。曾經(jīng)的藍(lán)色巨人IBM也不例外。340億美元Red Hat后，而自從340億美元Red Hat后，IBM推出了其最新技術(shù)：OpenPOWER指令集。

這家百十來(lái)年老店，論年紀(jì)已經(jīng)超過(guò)了歷史上最重要的帝國(guó)之一：元朝，如今正在經(jīng)歷著老齡化帶來(lái)的衰退期。

IBM引以為傲的POWER架構(gòu)芯片，在性能方面絕對(duì)稱得上登峰造極。OpenPOWER家族中最新的POWER9 CPU具有80億個(gè)晶體管，最多達(dá)24個(gè)處理核心。

目前最頂級(jí)的超算系統(tǒng)、美國(guó)能源部的Summit和Sierra超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)采用的正是POWER9。

但由于IBM過(guò)去太倚重To B業(yè)務(wù)，傾向于賣服務(wù)給高端用戶而忽視了C端市場(chǎng)，在WinTel聯(lián)盟x86架構(gòu)的重?fù)糁?，逐漸喪失了C端市場(chǎng)，只能在高端服務(wù)器市場(chǎng)尋求存活機(jī)會(huì)。

如今的IBM一直都在積極出擊，尋求突圍之法。如果銷量上不去，那么干脆就將其開(kāi)源，讓更多人先用起來(lái)。就像互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)經(jīng)常用的套路：先送給用戶體驗(yàn)，再賣給用戶定制化的打包服務(wù)。

于是IBM終于決定，開(kāi)放OpenPOWER系列處理器核心的機(jī)器語(yǔ)言源代碼。

專家點(diǎn)評(píng)：POWER開(kāi)源易，動(dòng)手開(kāi)發(fā)難

對(duì)此，中科院計(jì)算所的研究員、博士生導(dǎo)師包云崗評(píng)論道：

這兩天關(guān)于開(kāi)源芯片的新聞不斷，這也正反映了大勢(shì)所趨。IBM開(kāi)源POWER指令集，這對(duì)整個(gè)開(kāi)源硬件/開(kāi)源芯片生態(tài)發(fā)展是強(qiáng)有力的支持，因?yàn)镻OWER處理器在高性能計(jì)算領(lǐng)域具有很深厚的積累，是應(yīng)付RISC-V暫時(shí)無(wú)法滿足高性能計(jì)算需求這一現(xiàn)狀很好的補(bǔ)充。

需要強(qiáng)調(diào)開(kāi)源指令集ISA（指規(guī)范）與開(kāi)源處理器設(shè)計(jì)（指源代碼）的區(qū)別，這兩點(diǎn)很容易被大家混淆，但非常重要。而且隱含了一個(gè)評(píng)價(jià)開(kāi)源指令集ISA很重要的指標(biāo)——將ISA規(guī)范轉(zhuǎn)變成源代碼的門檻，即成本和時(shí)間。

這方面相比于全新設(shè)計(jì)的RISC-V，POWER顯得有些太過(guò)沉重了：2017年3月發(fā)布的POWER ISA Version 3.0B包含上千條指令，需要兼容早期的P1/P2/PPC/v2.00/v2.01/v2.03/..../v3.0等老版本指令，手冊(cè)一共有1258頁(yè)。

因此，要能真正消化開(kāi)源POWER ISA并編寫出源代碼，可以想象難度非常大，門檻很高，全世界可能只有很少的企業(yè)持續(xù)投入一段時(shí)間才能做到。相比較而言，RISC-V社區(qū)已經(jīng)有很多開(kāi)源愛(ài)好者一個(gè)人或幾個(gè)人的小團(tuán)隊(duì)花幾周時(shí)間就根據(jù)手冊(cè)寫出一個(gè)運(yùn)行Linux的RISC-V處理器。

開(kāi)源的目標(biāo)是為了降低門檻。POWER指令集的開(kāi)源降低了費(fèi)用，但如何進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)門檻，讓更多人員可以參與進(jìn)來(lái)？IBM的思路是提供了一個(gè)軟核，這一步很關(guān)鍵。效果如何，拭目以待。

開(kāi)源對(duì)企業(yè)利好，OpenPOWER基金會(huì)加入Linux基金會(huì)

沒(méi)有人知道結(jié)局如何。但既然邁出了第一步，那就要堅(jiān)定的走下去。IBM聯(lián)合了谷歌、英偉達(dá)、TYAN、Mellanox幾家公司，共同成立OpenPOWER聯(lián)盟和OpenPOWER基金會(huì)，以期在芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)源軟件三個(gè)層面推動(dòng)POWER生態(tài)環(huán)境。

自2004年成立以來(lái)，以POWER架構(gòu)為中心的社區(qū)POWER.org，如今已經(jīng)有30家企業(yè)會(huì)員、6000名開(kāi)發(fā)者成員加入。

POWER.org社區(qū)很像是一個(gè)虛擬的DIY倉(cāng)庫(kù)以及供應(yīng)鏈。有需求的企業(yè)在里面選擇一個(gè)基于POWER處理器的內(nèi)核，然后根據(jù)自己的需求開(kāi)始添加外設(shè)。接下來(lái)，POWER.org負(fù)責(zé)將為企業(yè)提供安全的設(shè)計(jì)和可靠的生產(chǎn)服務(wù)。

這樣的做法，無(wú)論從技術(shù)層面還是從商業(yè)角度，都顯得理由充足。

技術(shù)方面，IBM覺(jué)得通過(guò)發(fā)明新材料或制造技術(shù)來(lái)提高芯片性能越來(lái)越困難，對(duì)IBM來(lái)說(shuō)一點(diǎn)都不劃算。而通過(guò)將POWER架構(gòu)開(kāi)源，IBM從原來(lái)的自產(chǎn)自銷的重資產(chǎn)模式，轉(zhuǎn)向了相對(duì)輕資產(chǎn)的方式，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小步快跑。通過(guò)改善系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)來(lái)培育性能的增長(zhǎng)。

而從商業(yè)角度出發(fā)，因?yàn)镮BM不僅僅只是開(kāi)源了POWER架構(gòu)，同時(shí)還提供了一個(gè)平臺(tái)，能讓眾多的團(tuán)體可以在硬件、軟件及調(diào)校工作上進(jìn)行緊密合作。在過(guò)去幾年，芯片設(shè)計(jì)和制造服務(wù)，已經(jīng)成為IBM芯片部門的主要突破點(diǎn)之一。

該公司希望能提高上述兩款芯片的流行，有助于提高POWERPC芯片針對(duì)相對(duì)像如ARM、MIPS等其他架構(gòu)的競(jìng)爭(zhēng)能力。ARM和MIPS的架構(gòu)是目前最流行的芯片架構(gòu)之二，被廣泛授權(quán)并應(yīng)用到通信與消費(fèi)電子等各種領(lǐng)域。

無(wú)論如何，IBM此舉對(duì)企業(yè)是利好的。此前企業(yè)需要從IBM手里購(gòu)買昂貴的許可才能使用該指令集，而如今可以免費(fèi)使用了！

開(kāi)源POWER架構(gòu)源碼后，芯片設(shè)計(jì)人員終于不需要支付任何版稅，直接在處理器中構(gòu)建OpenPOWER功能！而新的開(kāi)源許可條款，還允許用戶根據(jù)需求，針對(duì)特定應(yīng)用定制指令集。

除此之外，IBM還將貢獻(xiàn)各種教程和參考文檔，進(jìn)一步降低芯片設(shè)計(jì)者的學(xué)習(xí)門檻。例如如何將指令集嵌入非OpenPOWER芯片、如何實(shí)施OpenCAPI和Open Memory Interface協(xié)議(用于連接服務(wù)器CPU與板載內(nèi)存)等。

目前OpenPOWER只是開(kāi)放了指令集，芯片的底層物理架構(gòu)尚未開(kāi)源。而為了該組織的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，IBM會(huì)將OpenPOWER Foundation遷移至最知名的開(kāi)源軟件組織Linux Foundation之下。