Frank Soltis 20051129 Beijing PRC 三十年前,如今的有为青年们都还在襁褓里,而他就已经开始推动计算机走向昌明之路,二十年后,后代已经成人,却仍然跟他生活在同一个时代,享受着他继续推动的先进科技,这样的人并不多。Frank Soltis,IBM i系列首席科学家,POWER芯片设计者,他就是其中之一。"老头"是Frank在IBM中国i系列部门的代称,不过当Frank拖着行李箱,一个人施施然走来时,这个面相仍然可以去领国内"杰出青年奖"的儒雅老外的确让人吃了一惊,也只有在谈及i系列以及前身AS/400,甚至更早的S/38的时候,才在不经意间感受到那比而立之年的人生还要漫长的时光积淀,再看时,"老头"这个中国特定语境下的敬称才真的跟Frank对上了号。 Frank Soltis在技术方向的坚持上,跟麦克尼利、乔布斯等人有相同的气质,都是那么卓然不群,只不过在IBM的罗彻斯特研究中心里一呆就是三十多年,以科学家身份服务于IBM的他似乎更加纯粹一些。他所参与以及主导的技术路线至今仍是IBM以及整个业界关于高性能商业运算的主流方向之一,而其负责的 POWER芯片体系的影响更是广及商业和生活的各个层面,同时远至我们憧憬期盼的未来。 但如果把他看作一个埋首经卷、不问世事的科学怪人那可就错了,Frank以三十多年间从S/38到AS/400、i系列再到如今i5的曲折发展经历告诉大家,在对技术的热情探索之外,向别人推销自己的想法也是至关重要的,否则就没有i系列的今天。而身处IBM这样的庞大帝国中,他也曾这样说过:"当我与 IBM的方向不一致时,就感觉自己站在一条小船上,而IBM就是航空母舰,要一条小船去推动航空母舰改变方向是非常非常困难的,幸运的是,在不懈的努力下,我的确曾经改变过IBM的方向。" Frank对×××的嗜好也是众人皆知的,尽管他不是单纯追求速度的刺激,但是作为Nord Stern区美国保时捷俱乐部的会员,也的确把时常在夏天的跑道上飙上一把当作莫大的享受,他自己也都承认这跟雄性荷尔蒙有关。 Frank也是那种对人生没有明确规划的人,就像一个皮球,撞来撞去经历过无数转折最终跳进了一条笔直大道,想拐弯也身不由己了。 与IBM的结缘来自于为父亲办公室里的IBM打卡机提供维修服务的IBM工程师,后来这个工程师调到罗彻斯特负责医学设备开发,由于合作方梅奥诊所世界知名,使得Frank动心不已,本来想在夏季实习时去一家航天公司,有了这个诱因,再加上父亲说:"简历上多一项服务于IBM公司的经历不是更好吗?",于是他就去报到了,尽管当时他对计算机并不怎么感兴趣。但不幸的是,医学部门的位置被早到一周的一个人占据了,他有些沮丧,但还是接受了开发银行终端的工作。 这段时间里他的上司给了他很多鼓励(或者叫鼓动),Frank终于开始着迷于这个新奇事物,虽然他在学校学的是电子工程学,但随后一年多在学校里他已经完全投身于计算机设计知识的学习上,而他在艾奥瓦州立大学读博士学位时也选择了计算机设计。 Frank读博士学位时错过了一次大好机会,至少当时他是那么认为的,而现在来看真是因祸得福。当时他的导师Robert M.Stewart正指导着几个尖端课题,Frank看上了其中的符号机项目,这个项目的目标是使用硬件实现程序语言和分时操作系统的软件功能,从而大幅度提高运算性能,当时主要负责具体实施的是仙童研究所,而鼎鼎大名的Gordon Moore(就是提出摩尔定律的那个摩尔)和Robert Noyce也正密切关注和支持着这个项目,很遗憾的是,Frank供职于IBM,而仙童研究所认为符号机项目获得的成果会使自己成为IBM的竞争对手,因此将他拒之门外。 正如熟知IT历史的人一样,仙童对IT产业产生了深远的影响,Moore和Noyce成立了英特尔,而当时也参与了这个项目的David R.Ditzel后来成立了Transmeta,其核心的设计思路和灵感都来自于符号机项目,Frank甚至认为,如果英特尔当初在最初产品上将符号机的思路加以完善的话,那么他们现在将可能拥有一种在芯片上的i系列系统。 但这个使命还是落在了Frank身上,被符号机项目拒绝后,他关注起虚拟存储来,这为他未来奠定AS/400的成功打下了地基。同时他也承认,符号机的一些原则和灵感也对后来的S/38和AS/400有很深的影响。 Frank在虚拟存储上的思路是S/38以及AS/400的根基,因为在这上面已经充分体现了为什么要将理想中的计算机这样设计的原因,说来也奇怪, Frank的思路居然与自耕自足,一户包干的小农主义非常近似,他是这样说的:"我非常不喜欢分时操作系统,那种出租大型机计算机的运算时间而形成的商业模式显然不适合更多的用?",当然,这种想法与他所工作的罗彻斯特有关,当时罗彻斯特认为在将来,会有越来越多的中小型商业用户会应用到计算机这种先进的科技。 他设想的是为用户提供独立的计算机系统,在这个背景下,用户必然会面临多用户和多应用的需求,因此数据在这之间的共享就成为关键问题,而分时系统所构建的系统恰恰相反,它不允许在多个用户之间分享数据。 就这个问题,Frank在博士论文中作了探讨,他提出了单级存储的概念,虽然最终完全应用是在i系列时代,但对于设计一个什么样的计算机这个最关键的方向问题,显然在思考这个问题的时候,Frank已经有了坚定的想法。1968 年,当Frank拿到博士学位回到罗彻斯特的时候,罗彻斯特已经通过System/3进入了计算机设计领域,Frank回来后参与了一个集成了高级语言界面的新型计算机设计项目,这个被他和同事们昵称为"Linus"(跟Linux没有关系)的项目目标是设计出S/3的新的入门级产品,最终这个项目失败了,不过却推动Frank在后面的研究中终于找到了机器界面(MI),这就是Frank神圣五原则中的第一项:技术独立性。 1970年,Frank应要求提出了一个激进的设计方案,在这个方案里,Frank将高级机器界面和单级存储的概念加了进去,新的方案得到了认可,但由于当时正是美国经济萧条时期,人员上一直没办法补足,依据这个方案成立?"先进系统小组"的工作进度被耽搁了。 在1971年,IBM启动了FS(未来系统)计划,力图为一个全新的计算机家族设计目标,核心要求是减少应用程序的开发成本,IBM为这项计划召集了全公司所有的结构设计师,希望在四年里完成这项庞大的工程。 FS 计划中的有领导IBM第一个RISC处理器开发的George Radin,后来被称为RISC处理器之父的John Coche,Tomasulo算法发明者Bob Tomasulo,Frank感慨于当时的众星云集,但也认为正是这种状况导致FS计划最终失败,因为从一开始大家就存在分歧,Frank身在三个设计小组中的新机器界面小组中细分出来的虚拟寻址研究组,即使是在小组里,众人都有两种截然不同的立场,模糊可以区分为保守派和激进派,最后激进派以及来自罗彻斯特的人员被排除在FS计划之外。 虽然被排除在外,但也学到了很多的Frank回到了罗彻斯特,并且感觉到了在罗彻斯特升起的异样的气氛,的确,从这时起,有名的"罗彻斯特城堡时代"开始了。 从技术层面上看,激进派和罗彻斯特人员在小型系统上的关注似乎是被排除在这个未来大型系统之外的原因,不过这也与IBM当时已经意识到S/3与S/370产生了竞争有一定关系。而在当时,IBM新成立的通用系统部(GSD)在管理S/3以及S/7等新产品所带来的新用户群,GSD与IBM传统部门开始在同一个客户之间进行竞争,这种竞争使得传统部门大为恼火。 更直接的原因还在于,美国司法部在1969年以反托拉斯法对IBM提出了指控,使得IBM肢解为几个独立公司的可能性浮出水面。官司胜负是后话,但由于GSD管辖着罗彻斯特,所以罗彻斯特已经被IBM当作是外人了。 "如果拆分成为现实,那么我们很多人都认为,罗彻斯特会成为更大和更有实力的计算机公司",Frank这样说。 FS计划在1975年被终止,而从这之前的1972年开始,Frank找到了两个志同道合的合作者:Dick Bains和Roy Hoffman,三个人齐心协力不断完善着Frank之前提出的先进系统方案,1972年的夏天,Frank和同伴们完成了S/38的设计蓝图,对Frank来说,那是个令人难忘的夏天。 而在这段时间,Frank不仅忙于动脑,也在忙着动嘴,他忙着说服罗彻斯特,先进系统的设计能够成为现实,最终这项计划在1974年得到全力推动。在经历了四年的艰苦工作之后,1978年,S/38终于出世了。 由于先进系统方案招募了FS计划中的不少同道者,并且Frank在FS计划中也得到了不少启示,因此从一些细节上看,S/38有很多地方与FS计划贴近,以至于有人认为IBM将FS计划转交给了罗彻斯特,Frank讲述到,就因为IBM总部也有一些疑问,因此对罗彻斯特进行了规模浩大的技术审计,最后的结论是S/38在FS计划失败的地方成功了,S/38出身于小型系统,但在结构上却在很多地方比FS结构甚至大型机系统结构还宏伟,不过这次审计在感情上对罗彻斯特也造成了伤害,罗彻斯特的城堡精神更见成型,"罗彻斯特城堡"被IBM用来描述这个与IBM若即若离的公司,Frank却觉得这对身处其中的人是一种褒称。 Frank对罗彻斯特城堡精神是这样解释的,当时开发IBM的大型系统、DEC的VMS 系统以及后来的微软WNT系统的设计人员基本来自东海岸,与麻省理工学院等院校早期在计算机领域的研究有千丝万缕的联系,而罗彻斯特却很少雇用这些人员, AS/400的创始人都来自中西部,这使得从S/38开始,到AS/400,一切都显得与众不同。 除此之外,在相当长的一段时间里,罗彻斯特在做着打卡机、迷你计算机、磁盘设备等隔离于IBM核心业务的边缘业务,并且还一度被认为是独立的竞争对手,对罗彻斯特的人来说,虽然孤立,但却独立,因此有足够的自由做自己想做的事情。 尽管城堡精神已经成为过去,IBM已经不是原来那个IBM,罗彻斯特也成为IBM的技术重镇,但Frank对城堡精神的推崇却没有丝毫的消减,在他看来,城堡精神仍然存在,那就是在技术上独立、自主、不懈的追求。S/38之后会是什么,Frank和他的同道们在想,IBM也在想,八十年代初,IBM提出了Fort Knox计划,这项同样是目标宏伟的计划希望将IBM当时存在的五种中型系统统一为一体,Frank干了一件与他的性格不太相符的事情,在他被调入该计划后,因为觉得这个计划"整体思想都是错的",所以很乾脆地笑出了声,结果也是很乾脆地被清除出去。 然而在这个计划之外,罗彻斯特早就预料到这个计划的失败,因此开始为下一代产品作准备,代号"银湖"的秘密计划就此诞生,成员来自S/38、S/36和Frank所在的先进技术项目组。 1985年12月,银湖计划获得了正式授权,Frank担任实验室主任的技术助理,在技术方向上指导着整个计划的推进和实现。也就在这段时间里,DEC公司开始向商业用户销售VAX迷你计算机,而IBM还受困于Fort Knox计划,因此VAX在市场上几乎没有竞争对手,Frank很不平地认为如果AS/400能够早出现的话,那VAX也就没那么猖獗了。 银湖计划从完全启动到完工只用了二十六个月的时间,但也不是一帆风顺的,最大的难题在于S/36和S/38的融合,这是两个截然不同的系统,双方存在很多争执。S/36的人认为S/38用了几M内存而S/36只需用几百K内存就可以满足用户的需求。但最终还是采用了S/38的结构,不过IBM还是追加了 4M内存来保证S/36环境的性能为用户所接受。 虽然彼此争吵,但他们还是发现了各自的优缺点,并且将这种难度极高的融合工作进行了下来,将各自系统中最好的特性加到了AS/400中。1988年6月21日,IBM正式发布了AS/400,为此IBM举办了有史以来最为盛大的发布会。 经过最初的调整,AS/400很快成为IBM的经典产品,在经过九十年代初期的全新设计后,AS/400的盛名一直延续到1997年,当年在痛苦的命名工程结束后,AS/400终于"变脸"成为IBM eServer i系列,不过显然很多用户都不领情,直到七年后的现在,甚至是中国市场,不少用户仍然以"400"来称呼i系列,即使是在2004年发布i5的现场。 在进入i系列时代后,AS/400所具备的一些特性在一些人看来已经开始消失,而在今年推出的i5身上,POWER5芯片以及虚拟引擎的采用更使得i系列区别于其他服务器的特点不再那么明显,尽管我们可以看到i5在应用整合以及性能上的极大提升,但由于IBM在硬件平台上的整合策略,对于i系列的未来,人们还是看到一些变化,在Frank对i5的讲解中,也可以看到的是他原有的五大神圣原则的一些变化,他更强调i5在应用上的进一步革新,特别是基于 POWER5芯片和虚拟引擎下,用户在IT环境上的集成以及进一步的应用集成,实际上,但他开始关注芯片之后,这些变化就已经开始起步了。 早在AS/400设计的时候,Frank就开始关注芯片,当时大多数人都认为采用IBM当时现成的801处理器是最佳选择,因为801是全球第一款真正的 RISC处理器,但Frank却认为801是32位的,不适合AS/400,为此他专门组织了一个小组801处理器进行改造,以使其成为64位架构。 到了九十年代,IBM开始推动单一平台策略,其中将通用的64位POWER芯片应用于AS/400是其中一部分,这个想法听上去跟之前IBM失败的Fort Knox计划何其相似,但Frank却认为,该是改变的时候了,为此他放弃了亲自作出的IMPI结构,并且还跟反对者展开了讨论,其激烈程度Frank用了"角斗"一词来形容。 为什么会有这样的变化?Frank回答很简单,因为他看好RISC的前景,但他需要的是64位RISC芯片,这也是为什么在九十年代早期,应用于 AS/400的POWER芯片仍然具有专属性质的原因,而直到1997年,RS/6000的硬件升级才推动两个产品系列在硬件上走向统一。 AS/400采用POWER芯片结构的意义非常重大,当时有外界多家公司支持,但IBM内部还缺乏强有力的支持者,在Frank的推动下,当时的IBM总裁Jack Kuehler也对罗彻斯特作了大量说服工作,AS/400终于挺身而出,不仅成就了自己,也成就了POWER,自此之后,POWER处理器的发展日益广泛,到现在POWER芯片的各类版本不仅在服务器、苹果电脑上运行,也被广泛地应用于各个领域,如磁盘阵列、磁带库的控制芯片、手持设备、游戏机等等。 在i5上,Frank介绍说IBM在硬件上已经实现了单一平台,而以网格计算实现IBM随需应变,按需计算的策略是他现在正在继续向前推进的目标,如果说 S/38是他初进IBM的理想国,那么表示会继续在IBM工作下去的Frank应该会把这个社会大同的目标看作他下一个已现轮廓的理想国。 Frank在《罗彻斯特城堡》一书中所提到的他理想中的计算机应该遵循的五大原则,他以"神圣"这样一个形容词来强调这些原则的不可违背性,请容许简要复述Frank视为铁律的这些要点。 技术独立性:AS/400以及前身和后继者的系统由软件定义,程序并不直接跟硬件对话,而是由一个超越各类硬件特性的机器界面(MI)负责与硬件的沟通。 基于对象的设计:AS/400完全基于对象设计,这意味着系统中所有程序、文件、数据都是一个完整的对象,每个对象都有描述和数据两个部分,这种复合结构确保了系统中所有对象的数据完整性。 硬件集成:AS/400定位于通用商务环境,用户将对大量数据进行简单操作,硬件设计上强调均衡设计。 软件集成:这是AS/400以及i系列历来突出的特性,也是外界***的"封闭性"和"专有性"的由来,不过作为一种应用需求思路的体现,显然AS/400在认可者中获得的称誉远高于***者的贬低。 单级存储:这个原则是Frank最初进入计算机设计领域时就领悟到的一点,并且被写进了他的博士论文里,这种设计的初衷是要让计算机用户方便地在各个应用程序之间共享信息,这种设计使得现在的i系列在64位下的寻址空间可以管理高达180亿亿字节的数据地址,而i系列还可支持128位寻址空间,容量几乎是无限的。历史碎片 1948年,Frank的博士导师Robert M.Stewart还是艾奥瓦州立大学的研究生,打扫实验室的时候他亲手拆掉了世界上第一台电子数字计算机Atanasoff─Berry,当时他以为是堆废品。 1980年,当IBM为自己的PC寻找操作系统时,众所周知,DRI的Gary Kildall把世界上一张最昂贵的合约丢给了微软,而几年后,Frank因为一项合作与DRI公司有了接触,每次去DRI的时候,对方都会说: "1980年夏天那个倒霉的日子,我们搬起石头砸了自己的脚。" 1981年,Data General公司申请了一系列专利,涵盖S/38的诸多设计思想,而更早时候IBM并未就S/38的软件成果申请专利。1994年,DG起诉IBM,宣称AS/400多项技术侵犯其专利,双方律师团大战五年。如果IBM输掉,那么AS/400将遭遇灭顶之灾。但DG并没活到案子的庭审阶段,1999年 EMC收购了DG,IBM逃过一劫。 1998年,Frank准备悬赏一百万美元,以招揽***高手来证明AS/400的安全性,结果被大多数客户反对,因为他们担心AS/400成为***关注的焦点,从而引发***去***他们,因此活动最终没有举办,尽管Frank已经作好了一切准备。 2001年,OS/400的新版本增强了对PC服务器的支持,I系列具有了直连和管理运行Windows2000的外部x系列服务器的功能,Frank建议每一台i系列服务器都贴上大大的"英特尔Outside"标签。 2003年,IBM与Sony合作,在实验室进行AS/400运行在PlayStation上的测试,Frank说:"我不敢确信那是个巨大的市场,但是我们正在努力来实现目标。" (文出ibm中国站)