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| 本文作者： 譚成好 | 2015-04-29 08:22 |
在硅谷中心地帶的惠普總部有一處圣地，它位于惠普研究大樓的邊緣，盡管閑置了幾十年，兩間相連房間里放置的中世紀(jì)舊家具仍然被小心翼翼保存著。在這些辦公室里，威廉·休利特和戴維帕·卡德帶領(lǐng)著惠普的工程師們發(fā)明了許多革新的產(chǎn)品，其中就有1968年上市的40磅重，打印機(jī)大小的程序化計(jì)算器。
在如今這個(gè)智能手機(jī)和云計(jì)算橫行的時(shí)代，惠普的核心產(chǎn)品看起來在不久的將來就要過時(shí)了。這家公司的收入和利潤在近幾年有所下滑，使其陷入了危機(jī)。惠普的生意主要靠銷售服務(wù)器、打印機(jī)和墨水所支撐，其PC和筆記本銷售只貢獻(xiàn)了不到五分之一的收入。但如今，需要服務(wù)器的商業(yè)公司們可以轉(zhuǎn)投亞馬遜等的懷抱，而這些云服務(wù)提供商可以從其他地方采購比惠普銷售得便宜的服務(wù)器。消費(fèi)者和公司們對打印機(jī)的依賴也在減輕，似乎也不打算投入太多在此之上。
1964年威廉·休利特和戴維帕·卡德
自2012年以來，惠普砍掉了超過40000個(gè)崗位，并且在今年晚些時(shí)候，還將分拆成兩家規(guī)模稍小的公司，這些交易將花掉大約20億美元，但是類似的麻煩仍在繼續(xù)。兩家公司中的HP Inc. 將銷售打印機(jī)和PC，而Hewlett Packard則主要給大公司提供服務(wù)器和信息技術(shù)服務(wù)。后面這家公司需要面對的是，其主要部門從2012年到2014年，年銷售額下降比率達(dá)到6%。收入的下降更為明顯，超過20%?；萜兆畲蟮母偁帉κ諭BM，在去年因?yàn)轭愃频膲毫σ寻逊?wù)器部門賣給了聯(lián)想。
在這場有關(guān)存亡的危機(jī)之中，惠普正在進(jìn)行著一個(gè)有些風(fēng)險(xiǎn)的研究項(xiàng)目，以期能夠卷土重來。惠普研究部門里四分之三的人都在參與這一個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目：一款名為“Machine”的新型計(jì)算機(jī)。它將從根本上重新定義計(jì)算機(jī)的功能，讓其更簡單而又更強(qiáng)勁。如果成功的話，這個(gè)項(xiàng)目將史無前例地革新從服務(wù)器到智能手機(jī)的一切，當(dāng)然也能拯救惠普。
惠普的首席技術(shù)官馬丁·芬克表示，人們將能解決他們今天不能解決的問題。這款計(jì)算機(jī)可以讓公司處理比現(xiàn)今更大且更復(fù)雜的數(shù)據(jù)，而且運(yùn)算速度將快數(shù)百倍。在信息分析有重要應(yīng)用的領(lǐng)域，如基因組醫(yī)學(xué)，將帶來革新，因?yàn)楦斓幕驕y序機(jī)器可以產(chǎn)生大量新的數(shù)據(jù)。他還表示，Machine 比現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的耗電量要小，使得網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的能耗開支能大幅減小。這種新的計(jì)算模型也將用于其他的小型設(shè)備，如計(jì)算機(jī)和手機(jī)，讓其續(xù)航能夠更加持久。
任何一家公司說要再發(fā)明計(jì)算機(jī)的基本設(shè)計(jì)，這聽起來都有些讓人吃驚，對于惠普而言尤甚。作為瘦身計(jì)劃的一部分，惠普在10年前砍掉了許多研究職位，相比于IBM，在研究和開發(fā)上花的錢也更少?；萜赵?014年投入了34億美元用于研究，與之相比的是IBM將54億美元用于研究，而且后者有著一直開發(fā)新型計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)。對于惠普，這個(gè)夢想如果要實(shí)現(xiàn)的話，惠普的工程師們需要用激光技術(shù)創(chuàng)造出大小合適的計(jì)算機(jī)芯片組，發(fā)明一種新的操作系統(tǒng)，和一款在之前從未用于計(jì)算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的電子設(shè)備。
當(dāng)然，如果這能夠?qū)崿F(xiàn)的話，無疑是一個(gè)壯舉。
2010年時(shí)，芬克還在管理著惠普的銷售部門，主營高性能的企業(yè)服務(wù)器，并且當(dāng)時(shí)他還有些偏執(zhí)。彼時(shí)，顧客們蜂擁至創(chuàng)業(yè)公司，尋求應(yīng)用于智能手機(jī)的快速、低能耗的閃存芯片存儲。但是惠普在當(dāng)時(shí)仍然只是銷售已有緩慢的硬件存儲技術(shù)?！霸谀菚r(shí)，我們的反應(yīng)不夠迅速，沒有為未來考慮，讓我感到很沮喪。”芬克這樣說到。
為了能夠爭做領(lǐng)頭羊，他考慮：為什么只是使用新型內(nèi)存來更新數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，為什么不整個(gè)重新發(fā)明計(jì)算機(jī)呢？當(dāng)時(shí)他知道在惠普以及其他一些地方研究人員在測試一種新的內(nèi)存技術(shù)，比現(xiàn)在的閃存芯片要快很多。他和技術(shù)顧問畫下了一副藍(lán)圖，使用這些新的技術(shù)來讓計(jì)算機(jī)更加高效和強(qiáng)勁。
不過這個(gè)想法只是印在了一份內(nèi)部報(bào)告上，直到兩年后他被任命為惠普的首席技術(shù)官和惠普實(shí)驗(yàn)室的主管，他意識到事情出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。當(dāng)他看著實(shí)驗(yàn)室里的那些團(tuán)隊(duì)時(shí)，仿佛已經(jīng)看到了想法實(shí)現(xiàn)的條件。特別地，惠普當(dāng)時(shí)正在開發(fā)一款基于記憶電阻和閃存競爭的產(chǎn)品，在芬克看來，這就是可以用來實(shí)現(xiàn)他藍(lán)圖的高速存儲設(shè)備。他更新了他之前的提議，并且為這個(gè)計(jì)劃提了一個(gè)新名字：Machine。
這個(gè)計(jì)劃試圖更新自1970年代以來的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，其中之一就是保存有操作系統(tǒng)和各類文件的存儲。計(jì)算機(jī)來回在不同硬件部分間傳輸信息，并且其存儲由硬盤或者閃存芯片組成，可以在極小的間隙中存入大量數(shù)據(jù)，在沒有電的時(shí)候，也能夠保存數(shù)據(jù)下來。但是不管是硬盤還是閃存芯片讀取和寫入數(shù)據(jù)的速度相對于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算而言，都稍顯緩慢。當(dāng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作時(shí)，數(shù)據(jù)必須要拷貝到段時(shí)間的內(nèi)存中，其速度要比前者快上10000倍，但是不能密集存儲數(shù)據(jù)，而且在斷電后數(shù)據(jù)也會被擦除。
這兩種存儲系統(tǒng)使得計(jì)算機(jī)必須要耗費(fèi)大量的時(shí)間和能源來回傳輸數(shù)據(jù)，這就是為什么人們的筆記本不能立即加載的原因，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)必須從硬盤里讀出來，然后加載到內(nèi)存之中。另外一個(gè)例子就是手機(jī)為了讓數(shù)據(jù)保存在DRAM中，也要消耗大量的能量。
對于普通人來說，這聽上去并沒有那么煩人，但對于那些需要使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行大量數(shù)值計(jì)算的人而言，這尤為重要。對于數(shù)據(jù)密集型產(chǎn)業(yè)的人來說，這種傳統(tǒng)的構(gòu)造大大限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。惠普估計(jì)，在數(shù)據(jù)分析軟件中，有三分之一的代碼都是在處理存儲間的問題，而不是完成預(yù)定任務(wù)。這不僅減弱了運(yùn)算能力，在存儲設(shè)備和內(nèi)存間傳輸數(shù)據(jù)也會消耗大量的能量，對于運(yùn)行大組服務(wù)器的公司而言，這也是尤為關(guān)鍵的一點(diǎn)。像Facebook這樣的公司就花費(fèi)了數(shù)百萬，用以減少計(jì)算機(jī)存儲室的能耗。
Machine 的設(shè)計(jì)是，通過消除存儲和內(nèi)存間的差異來解決這個(gè)問題。一塊基于記憶電阻的大型存儲既可以存儲數(shù)據(jù)，也可以用于給處理器提供數(shù)據(jù)。將兩者結(jié)合起來并不是什么新的創(chuàng)意，但是只是沒有革新的技術(shù)讓其成為現(xiàn)實(shí)。有很多公司開發(fā)替代現(xiàn)有計(jì)算機(jī)中閃存的設(shè)備，而惠普是唯一一個(gè)做出表示，他們的設(shè)備將大大改變計(jì)算機(jī)的公司。
為了讓Machine如芬克所設(shè)想的那樣工作，惠普要制造出新型芯片，開發(fā)出一款新的操作系統(tǒng)，以使用唯一的大型內(nèi)存。芬克的藍(lán)圖中包含兩個(gè)異于普通計(jì)算機(jī)的部分，一是借助光導(dǎo)纖維讓光脈沖在處理器和內(nèi)存間傳遞信息，這種做法相比金屬線更加能耗更加高效。其二是像移動設(shè)備一樣，使用一組高效的集合芯片來代替單獨(dú)的處理器。除了處理器可以從英特爾那采購過來，其他的都得由惠普自己去創(chuàng)造。
在過去幾十年，還沒有人徹底開發(fā)出一款全新的系統(tǒng)。在超過40年里，每一款“新”的操作系統(tǒng)幾乎都是基于之前已有的模式改進(jìn)而來。由于Machine有著獨(dú)特的元件構(gòu)造，因而惠普必須也要開發(fā)出全新的操作系統(tǒng)來。如果操作系統(tǒng)沒有吸引力，那么Machine的技術(shù)革新也會變得無效?；谶@個(gè)原因，惠普的研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在開發(fā)出了兩套操作系統(tǒng)。
一套名為Linux++的系統(tǒng)在廣泛使用的Linux基礎(chǔ)上開發(fā)而來，并將在今年夏天發(fā)布。雖然它不能將Machine的力量最大化，但是可以運(yùn)行市面上已有的大部分Linux軟件。
另一套名為Carbon的開源系統(tǒng)，則可以將計(jì)算能力最大化，預(yù)計(jì)得在至少兩年后才會發(fā)布。
為了測試新系統(tǒng)和設(shè)備的速度，他們進(jìn)行了一組對比實(shí)驗(yàn)。他們用模擬的Machine和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在有8000萬張照片的數(shù)據(jù)庫中檢索和分析最相似的五張?，F(xiàn)今惠普最快的服務(wù)器完成這個(gè)任務(wù)需要2秒，而模擬的Machine只用了僅僅50毫秒。
當(dāng)計(jì)算機(jī)用于處理海量的數(shù)據(jù)時(shí)，在相同能耗下更快完成類似的任務(wù)是一款計(jì)算機(jī)的重要優(yōu)勢。在基因測序領(lǐng)域，一臺強(qiáng)有力的計(jì)算機(jī)需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)來提取元數(shù)據(jù)并完成測序，如果Machine可以減少這一步驟的時(shí)間，那么可以迅速地完成DNA的檢查，將這一工作應(yīng)用于實(shí)踐之中。通過這一方面的工作，可以推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
不管是用于代替閃存還是用于Machine的基礎(chǔ)構(gòu)造，使用記憶電阻都需要把它們集合入內(nèi)存芯片中，并使用特殊的材料技術(shù)。但現(xiàn)在這種芯片還不存在，并且惠普是否能夠?yàn)橹眠€不清楚。芯片制造廠商SK Hynix已經(jīng)開發(fā)出了一款比較可行的芯片用于惠普的單獨(dú)測試，但還沒有用于計(jì)算機(jī)中。
芬克等人表示，第一款原型芯片在明年的某個(gè)時(shí)刻可以完成。Hynix的發(fā)言人稱，還沒有一個(gè)明確的時(shí)間線。而一些已經(jīng)從事記憶電阻開發(fā)的科研人員則表示，如果在這一領(lǐng)域能有所突破，勢必前景無限，但同時(shí)要有所突破，也需要太長的時(shí)間。
不過威廉等人對他們的產(chǎn)品抱有巨大的信心，“如果我知道有什么更好的東西開發(fā)出來了，那我會毫不猶豫地投入它的懷抱”。在工作的墻上，威廉放置著一個(gè)圖表，總結(jié)了來自包括IBM、三星等公司的競爭。這些公司和惠普有著相似的處境，一直有一些進(jìn)步，但是他們產(chǎn)品的前途未知。但威廉認(rèn)為，沒有任何一家其他公司的產(chǎn)品能像記憶電阻一樣，把速度、密度和能效結(jié)合在一起。雖然第一代產(chǎn)品仍然在開發(fā)中，他們的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在為下一代產(chǎn)品鋪路了，研究如何把更多的數(shù)據(jù)聚合在一起。
而在實(shí)驗(yàn)室的旁邊，研究人員則在對壓縮光學(xué)數(shù)據(jù)以及與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的其他元件通信進(jìn)行研究。惠普的工程師們可以展示他們的成果：極細(xì)激光中的硅芯片，雖然只有人頭發(fā)的四分之一粗細(xì)，但使用他們可以發(fā)出光導(dǎo)纖維所傳輸?shù)拿}沖。激光封裝到小型芯片中，然后加載到Machine的電路板上，這樣可以把內(nèi)存和處理器連接起來。而現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)，主要是使用金屬導(dǎo)線，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的光學(xué)連接技術(shù)太過冗余。芬克預(yù)計(jì)，這將是Machine開發(fā)中最后一個(gè)完成的元件。
當(dāng)那一天真的來臨之時(shí)，第一款完整版的Machine可以租給公司和大學(xué)遠(yuǎn)程使用，用于大規(guī)模的數(shù)據(jù)分析。此后，Machine開發(fā)而來的服務(wù)器就將上市。此后可以使其用于其他小型設(shè)備上的開發(fā)，如筆記本，智能手機(jī)甚至是有線電視盒子。
如果一切順利，當(dāng)?shù)谝豢頜achine出世時(shí)也將是分拆的Hewlett Packard 公司成立五周年之際，但市場反響未必會很熱烈，因?yàn)榛萜盏姆?wù)器生意已受到來自云服務(wù)商的沖擊。要使用一款全新的運(yùn)算技術(shù)需要大量的成本，就算是那些購買了服務(wù)器的公司，也更可能是通過升級網(wǎng)絡(luò)和存儲來提高運(yùn)算效率。芬克則辯駁稱，他們可以提供一些工具來幫助數(shù)據(jù)遷移過程。并且他認(rèn)為隨著升級傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)帶來的收益減少，其他公司將更加樂于擁抱新的平臺。
有些自相矛盾的是，芬克稱如果開發(fā)不出來Machine也不會煩惱到他?；萜杖匀豢梢曰仡^銷售記憶電阻芯片，以及提供無痕的架構(gòu)來用光學(xué)傳感升級現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)。就算計(jì)算機(jī)開發(fā)失敗，他們也已經(jīng)收獲了很多技術(shù)。
不過惠普現(xiàn)在的這些掙扎似乎表明，事實(shí)截然相反。
via technologyreview
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