IBM 豪賭微內(nèi)核,開發(fā)下一代操作系統(tǒng)

IBM早在20世紀(jì)90年代豪賭微內(nèi)核，看好它是操作系統(tǒng)領(lǐng)域的下一大技術(shù)，為此不惜耗費(fèi)數(shù)十億美元，最后卻沒多少成果。

20世紀(jì)90年代早期，我們不知道計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展方向，下一代技術(shù)是什么樣，甚至不知道驅(qū)動(dòng)因素是什么。當(dāng)時(shí)所有的開發(fā)人員都知道，服務(wù)器機(jī)房中或臺(tái)式計(jì)算機(jī)機(jī)上的操作系統(tǒng)根本不夠好；下一代操作系統(tǒng)需要更好，確切地說要好得多。這說起來容易做起來難，但出于某種原因，這個(gè)問題讓一家公司比其他任何公司更絞盡腦汁，那就是IBM。在過去這十年，這家公司比其他任何公司更著迷于操作系統(tǒng)，可惜到頭來沒多少成果。問題出在哪里？IBM可能為內(nèi)核熱而瘋狂。本文解釋了IBM為何迷戀于操作系統(tǒng)，可惜最終一敗涂地。

1991年

Linux之父Linus Torvalds在這一年首次宣布開源操作系統(tǒng)Linux。（他說：“純粹是業(yè)余愛好，不會(huì)像gnu那樣龐大而專業(yè)?！爆F(xiàn)在看來他完全說錯(cuò)了。）后來證明這則宣布對(duì)現(xiàn)代計(jì)算界而言事關(guān)重大，Torvalds構(gòu)建內(nèi)核的初期嘗試不是那一年的唯一嘗試，當(dāng)時(shí)IBM正在這方面開展研究工作。

IBM如何成為90年代操作系統(tǒng)失敗的典例？

簡單來說，個(gè)人計(jì)算機(jī)革命常見的情節(jié)主線就像這樣：IBM想為企業(yè)界制造臺(tái)式計(jì)算機(jī)，使用現(xiàn)成部件來制造，包括商業(yè)合作伙伴微軟從Rod Brock那里收購的操作系統(tǒng)。

微軟隨后意識(shí)到它與IBM的交易并非獨(dú)家的，硬件公司搞清楚了如何對(duì)早期PC進(jìn)行逆向工程，蘋果做出了微軟后來“借鑒”的產(chǎn)品，個(gè)人計(jì)算機(jī)革命就這樣蔚然成風(fēng)。當(dāng)然，凡是買過Commodore 64、ZX Spectrum或MSX的人都知道，實(shí)際情況比這更加復(fù)雜，忽略了大部分的歷史真相，包括參與早期PC革命的那些公司開發(fā)的一些產(chǎn)品。

然而，IBM PC克隆機(jī)和軟件的崛起使得許多公司在90年代初期淪為了旁觀者。

出人意料的是，其中一家公司居然是IBM。

當(dāng)然，IBM在那個(gè)時(shí)代可謂順風(fēng)順?biāo)涸摴景l(fā)布了第一批ThinkPad；IBM成了龐然大物，朝多個(gè)方向發(fā)展，以至于不可能崩塌。但I(xiàn)BM還未來得及慢慢品嘗PC的勝果，克隆機(jī)制造商們已將這家公司變成商業(yè)計(jì)算市場(chǎng)中的另一個(gè)玩家，而IBM想要做得更好。

現(xiàn)在，如果你稍微精通技術(shù)，可能會(huì)覺得在這番開場(chǎng)白后，我會(huì)談?wù)揙S/2，這個(gè)操作系統(tǒng)是微軟和IBM決裂的焦點(diǎn)。不過雖說OS/2無疑是故事的主角，但不是唯一的主角。 IBM有比這更宏大的計(jì)劃。

IBM想要構(gòu)建各大操作系統(tǒng)都離不開的內(nèi)核：為此它同時(shí)開展兩個(gè)項(xiàng)目（而不是一個(gè)項(xiàng)目），著力開發(fā)全新的操作系統(tǒng)技術(shù)。

這兩個(gè)項(xiàng)目都很大膽，但由于與另一家公司關(guān)系更密切的某個(gè)軼聞：關(guān)于藍(lán)色、紅色和粉紅色卡片的故事，一個(gè)項(xiàng)目比另一個(gè)項(xiàng)目更被人們所記住。

三套卡片，兩種命運(yùn)

20世紀(jì)80年代末蘋果完成員工重組后，開了一次異地會(huì)議，目的是試圖在史蒂夫離開后的時(shí)代探索Mac OS的未來，當(dāng)時(shí)喬布斯和沃茲尼亞克已離開了這家公司。

大致來說，卡片是頭腦風(fēng)暴會(huì)議的產(chǎn)物：藍(lán)色卡片代表對(duì)Mac OS的近期更改，粉紅色卡片代表長期更改，而紅色卡片代表更為高級(jí)的更改（這種情況下，紅色好比是更深的粉紅色）。

這些卡片最終如同兩個(gè)團(tuán)隊(duì)的行軍令：藍(lán)色卡片帶來了Mac OS System 4中的新功能，粉紅色和紅色卡片是長期計(jì)劃的一部分。遺憾的是，規(guī)模較小的粉紅團(tuán)隊(duì)無法在合理的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這些功能，成為了“范圍蔓延”（scope creep）的受害者，后來做出這個(gè)決定：開始全面開發(fā)一種新的操作系統(tǒng)，使用一種名為微內(nèi)核的模式，微內(nèi)核實(shí)際上構(gòu)建了一個(gè)極簡的軟件層，可以通過它處理所有任務(wù)。這項(xiàng)工作最終與Mac OS完全獨(dú)立開來。

這時(shí)候IBM重新發(fā)揮了作用。粉紅團(tuán)隊(duì)的工作持續(xù)時(shí)間長，但在90年代早期非常先進(jìn)，而且與IBM計(jì)劃為其Power Systems系列推出一款新的處理器系列很吻合。

這番合作導(dǎo)致蘋果使用相關(guān)的PowerPC處理器系列，但它也促成了一家名為Taligent的新公司――蘋果的粉紅團(tuán)隊(duì)和IBM自己的員工將開發(fā)對(duì)Mac OS來說太過龐大的這款未來操作系統(tǒng)。1991年10月《紐約時(shí)報(bào)》的新聞標(biāo)題令觀察人士大跌眼鏡：“IBM現(xiàn)在是蘋果的主要盟友?！?/p>

代表那一代人心聲的John C. Dvorak在1994年《PC Magazine》雜志上的一篇專欄文章闡述了這家公司的終極計(jì)劃：“Taligent在這個(gè)世界上扮演的角色是創(chuàng)造這樣一個(gè)環(huán)境，我們購買的一款款應(yīng)用程序都直接做入到操作系統(tǒng)中。由于應(yīng)用程序是可編程的，你可以組建成自己的定制套件。Taligent也許會(huì)終結(jié)我們所知道的所有應(yīng)用程序。”

大膽的想法。然而，這不是IBM在這方面的唯一項(xiàng)目，也不是最大膽的項(xiàng)目。

“它不是明天的最佳操作系統(tǒng)，就是滑鐵盧式的慘敗?！?/p>

John C. Dvorak早就對(duì)IBM在大肆宣傳的Workplace OS上耗費(fèi)的心血下了正確的結(jié)論，IBM在整個(gè)90年代早期都在開發(fā)這個(gè)基于微內(nèi)核的項(xiàng)目。

一個(gè)微內(nèi)核一統(tǒng)天下

這邊廂Taligent剛起步，那邊廂IBM的員工已經(jīng)在研發(fā)自己的微內(nèi)核，基于卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)的MACH微內(nèi)核方面開展的現(xiàn)有工作。

IBM大力開發(fā)的系統(tǒng)叫什么？Workplace OS。使命是什么？想成為處于另外每款操作系統(tǒng)核心的操作系統(tǒng)，就是這樣。

由于當(dāng)時(shí)IBM對(duì)眾多操作系統(tǒng)都有興趣，除了OS/2和Taligent外，它還在MS-DOS、Windows和操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)POSIX方面擁有名正言順的話語權(quán)，此外還有它自行開發(fā)的操作系統(tǒng)OS/400和AIX，當(dāng)時(shí)后者可能最接近操作系統(tǒng)界的核心。隨著人們對(duì)微內(nèi)核越來越有興趣，一方面是由于微內(nèi)核在可靠性方面有優(yōu)點(diǎn)，IBM有能力推進(jìn)其愿景，它之所以試圖推進(jìn)愿景，一方面是由于它覺得讓不同的操作系統(tǒng)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)可以省錢。

（然而為了省錢卻付出了高昂的代價(jià)：加州大學(xué)河濱分校的研究人員Brett D. Fleisch和Mark Allan A. Co在1997年的事后分析中指出，IBM花了近20億美元試圖讓W(xué)orkplace OS取得進(jìn)展，這筆資金約占IBM五年期間總收入的0.6%。）

至少可以說，Workplace OS很大膽――順便說一下，其在內(nèi)核方面的野心實(shí)際上橫掃Taligent自己的微內(nèi)核，不過并不橫掃Taligent項(xiàng)目本身。這個(gè)概念立足于所謂的“操作系統(tǒng)大統(tǒng)一理論”（GUTS），實(shí)際上旨在圍繞常見的操作系統(tǒng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)，以便不同的軟件可以使用相同的基本服務(wù)，即使它們使用不同的操作系統(tǒng)。

這是個(gè)好主意，盡管很大膽，說好聽點(diǎn)其使命是讓操作系統(tǒng)更高效地工作。但說難聽點(diǎn)，IBM似乎試圖在PC界重新成為霸主。

就是有一個(gè)問題：微內(nèi)核還沒有準(zhǔn)備好完成IBM希望它完成的重任。

“沒錯(cuò)，Linux是整體式的，我同意微內(nèi)核更棒。對(duì)于一個(gè)爭議較少的話題，我可能會(huì)基本上同意你所說的。從理論上和美觀上的角度來看，Linux落于下風(fēng)。如果GNU內(nèi)核在去年春天已經(jīng)準(zhǔn)備好，我甚至懶得開始搞我的項(xiàng)目：事實(shí)上GNU內(nèi)核未準(zhǔn)備好，現(xiàn)在仍未準(zhǔn)備好。就現(xiàn)在可用這點(diǎn)而言，Linux大獲全勝?！?/p>

Linus Torvalds在1992年發(fā)表在Usenet新聞組comp.os.minix上的帖子中這樣回應(yīng)。起因是MINIX的開發(fā)者Andrew S. Tanenbaum發(fā)帖子稱，Linux已經(jīng)過時(shí)，一方面是由于Linux使用了更傳統(tǒng)的整體式內(nèi)核；在這種內(nèi)核中，操作系統(tǒng)最基本的部分都在內(nèi)核本身內(nèi)部加以管理，而不是像使用微內(nèi)核那樣作為服務(wù)分離出來。Torvalds和Tanenbaum之間的爭論家喻戶曉，一方面是由于Torvalds直接受到Tanenbaum在MINIX方面的工作的啟發(fā)，但他最終選擇了擁有性能優(yōu)勢(shì)的整體式內(nèi)核。

OS/2 Warp Connect for PowerPC，使用Workplace OS的第一個(gè)也是最后一個(gè)操作系統(tǒng)。（圖片來源：OS/2 Museum）

為何IBM試圖重塑操作系統(tǒng)的計(jì)劃沒有成功？

IBM擁抱的微內(nèi)核概念并非不切實(shí)際的概念。

當(dāng)時(shí)已有足夠的證據(jù)表明開發(fā)一種基于MACH內(nèi)核的操作系統(tǒng)是值得的――畢竟，NeXTSTEP操作系統(tǒng)（后來成為現(xiàn)代MacOS的基礎(chǔ)）是從MACH內(nèi)核發(fā)展起來的。當(dāng)時(shí)相比許多操作系統(tǒng)，NeXTSTEP運(yùn)行起來穩(wěn)若磐石。

但I(xiàn)BM的野心加上微內(nèi)核模式的一些技術(shù)弱點(diǎn)最終導(dǎo)致沉船。無論是對(duì)外部合作伙伴來說，還是對(duì)長期合作伙伴來說，IBM在90年代早期操作系統(tǒng)方面異常大膽的舉措（尤其是與蘋果的合作）似乎沒有多大意義。

1991年《紐約時(shí)報(bào)》的一篇文章披露了微軟與IBM之間圍繞OS/2的分歧，時(shí)任微軟系統(tǒng)軟件高級(jí)副總裁、后任職CEO的Steve Ballmer當(dāng)時(shí)暗示，操作系統(tǒng)方面兩方面試水的做法直接導(dǎo)致這兩家公司之間出現(xiàn)鴻溝。

Ballmer說：“我無法告訴你IBM的戰(zhàn)略是什么，但我確實(shí)知道它沒有在與我們合作。這對(duì)我們有利，因?yàn)镮BM的客戶也無法理解它?！?/p>

當(dāng)然，結(jié)果證明Ballmer是對(duì)的，因?yàn)镮BM在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的復(fù)雜項(xiàng)目未能風(fēng)靡世界（當(dāng)然，OS/2確實(shí)有其擁躉。）

微內(nèi)核的問題涉及兩方面，至少IBM的情況是這樣：一是，將它整合起來并滿足所有這些彼此競(jìng)爭的需求非常復(fù)雜，IBM在這個(gè)項(xiàng)目上花費(fèi)數(shù)十億美元就表明了這一點(diǎn)；二是，微內(nèi)核在設(shè)計(jì)上犧牲速度以換取穩(wěn)定性――IBM很快意識(shí)到服務(wù)器客戶絕對(duì)不想要這樣，這導(dǎo)致該公司背棄原來的Workplace OS承諾。按照上述加州大學(xué)河濱分校的事后分析：

IBM的內(nèi)部討論專注于AIX。最后，在1993年Comdex展會(huì)上，IBM董事會(huì)主席郭士納宣布微內(nèi)核不會(huì)取代AIX。IBM意識(shí)到許多AIX用戶不會(huì)接受微內(nèi)核系統(tǒng)引起的性能下降。 IBM還擔(dān)心微內(nèi)核對(duì)直接在硬件上運(yùn)行的高性能HP或Sun Unix系統(tǒng)造成競(jìng)爭障礙。相反，郭士納告訴AIX客戶，如果他們以后感興趣，可以遷移到Workplace OS。

該計(jì)劃的AIX部分最終被擯棄，但Workplace OS工作仍在繼續(xù)，目標(biāo)是將Workplace OS納入到基于OS/2的PowerPC工作站。但是該公司的64位PowerPC 620芯片遭到媒體的詬病后，這導(dǎo)致Workplace OS方面的工作一敗涂地，僅剩很少見到的OS/2 Warp的PowerPC版本這個(gè)碩果。

那么，蘋果與IBM的合作項(xiàng)目：Taligent如何呢？這個(gè)合作項(xiàng)目面臨諸多挑戰(zhàn)，其中許多是由文化沖突引起的：IBM出身的高管更嚴(yán)謹(jǐn)，蘋果的粉紅團(tuán)隊(duì)的成員更崇尚自由。合作表面上已經(jīng)很大膽，實(shí)際開展起來很難。

1993年《財(cái)富》雜志上的一篇文章特別指出：“技術(shù)挑戰(zhàn)――開發(fā)面向?qū)ο蟮牟僮飨到y(tǒng)以便與微軟和Next競(jìng)爭――難度很大。社會(huì)工程方面的挑戰(zhàn)――面對(duì)兩種截然相反的經(jīng)營理念的碰撞，打造一種新的企業(yè)文化――難度可能更大。”

而最終，Taligent沒有完成任務(wù)。它未能發(fā)布一款操作系統(tǒng)（盡管IBM施加了巨大壓力），只是最終發(fā)布了一個(gè)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)CommonPoint，該系統(tǒng)取得了一些成功，但并未大獲成功?；萜找欢燃尤肫渲?，只是合作關(guān)系在1995年底完全破裂，只剩下IBM收拾殘局。

2014年，Daring Fireball的抄寫員John Gruber寫道：“Taligent是導(dǎo)致蘋果處于這種絕望的困境中，最后不得不收購NeXT的夢(mèng)想未能實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)慘敗之一?！?/p>

蘋果在20世紀(jì)90年代面臨著一次又一次的操作系統(tǒng)危機(jī)，最終收購NeXT獲得了微內(nèi)核，盡管NeXT基于卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)的MACH微內(nèi)核技術(shù)。這根本不是他們花大量時(shí)間和資金來開發(fā)的微內(nèi)核。

“OS/2 for PowerPC無疑是有趣的實(shí)驗(yàn)，盡管試驗(yàn)失敗。無法判斷導(dǎo)致這次失敗的主要是OS/2 for PowerPC的缺陷還是這是整個(gè)PowerPC平臺(tái)的失敗（可能只是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期）。”

OS/2 Museum的撰稿人Michal Necasek在回顧IBM針對(duì)PowerPC的OS/2版本時(shí)這樣寫道。該版本只推出了一個(gè)限制性很強(qiáng)的版本，并沒有太多的相應(yīng)軟件。頗具諷刺意味的是，圍繞Workplace OS構(gòu)建的一個(gè)對(duì)外發(fā)布的系統(tǒng)毫無支持可言，盡管“一個(gè)內(nèi)核一統(tǒng)天下”的理念逐漸成為這個(gè)項(xiàng)目的核心。

回想起來，這不像是多么意外，但如果我可以鉆入時(shí)間機(jī)器，回到30年前，告訴大家芬蘭的一個(gè)程序員會(huì)打敗IBM開發(fā)一款“通用”操作系統(tǒng)的夢(mèng)想，我敢肯定我會(huì)被笑話，趕出房間。

但如果你細(xì)細(xì)分析一下，Linux基本上實(shí)現(xiàn)了Workplace OS夢(mèng)想的每一個(gè)要求――它是一個(gè)常常用作另外眾多操作系統(tǒng)基礎(chǔ)的操作系統(tǒng)，其解決方案用于從嵌入式系統(tǒng)、智能手機(jī)、服務(wù)器到電視機(jī)的各個(gè)地方。當(dāng)然，雖然Windows和MacOS不使用Linux內(nèi)核（不過微軟越來越喜歡Linux），但它卻是谷歌Chrome操作系統(tǒng)的關(guān)鍵要素，這款操作系統(tǒng)對(duì)于將另外某家公司的夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)略知一二。其實(shí)，它唯一沒有做的就是每當(dāng)它被使用都會(huì)改善IBM的收入，盡管IBM收購Red Hat。

微內(nèi)核與單內(nèi)核之爭可能根本不會(huì)完全消失，一方面是由于它對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)家或Hacker News網(wǎng)站的評(píng)論者來說是頗有價(jià)值的學(xué)術(shù)辯論。當(dāng)然，兩者都不乏成功的例子：MacOS借鑒了這兩個(gè)概念的要素，而嵌入式QNX在微內(nèi)核的穩(wěn)定性方面做得很出色。

另外值得一提的是，谷歌開發(fā)中的Fuschia操作系統(tǒng)被認(rèn)為是安卓和Chrome操作系統(tǒng)的替代者，它基于微內(nèi)核。所以純粹的微內(nèi)核終歸會(huì)看到出頭之日。

在許多人似乎懶得為使用微軟Windows之外的操作系統(tǒng)而操心的世界，IBM認(rèn)為它有機(jī)會(huì)開發(fā)下一代操作系統(tǒng)。

相反，它失敗了。失敗了兩次。