Made at Intel: Сделано в Intel

И снова о «гениях»

В момент краха Xeon Phi я был от этого уже довольно далеко. Последние годы в Intel (2016–2020) я провел, возглавляя команду VTune. И фокус моего внимания был сильно смещен в сторону uncore. Во-первых, хотелось какого-то разнообразия. Во-вторых, uncore-поляна, в отличие от core, была сильно менее изученной и «затоптанной». В-третьих, становилось понятно, что с увеличением числа ядер в процессоре роль core падает, а uncore – растет. Центром «анкорной» мысли тогда была тусовка под названием IO-intensive workloads group^[9]. Я еще в шутку называл ее «клубом любителей DPDK». Кроме самого DPDK, в игре были и другие прилаги – базы данных, Hadoop, Ceph. Но всепроникающая сила Линпака в «Интеле» была такова, что он сумел меня достать и там. Проблемы наша группа обсуждала суровые. Вот есть core, uncore, шина и девайс – и все это работает на разных частотах. Как сопрячь, буферизовать и синхронизировать? А как быть с RDMA? В общем, почти любой доклад на этой группе так или иначе превращался в «плач Ярославны». И если core-тусовка, периодически наступая на грабли, оставалась более или менее на позитиве, то наша лавочка напоминала сборище неисправимых нытиков.

Был там такой «обряд посвящения», стихийно сложившийся и оттого особенно смешной. Бывало, приходил к нам мальчик, только что закончивший Стенфорд, Беркли или другое уважаемое учебное заведение Объединённых Штатов Северной Америки. Первый раз он обычно сидел тихо, внимательно слушая наши стенания. Зато в следующий раз приходил одухотворенный.

– Ребята, я понял, что надо сделать.

– Ну и?

– Надо понизить частоту ядра. Ведь оно все равно по большей части ждет ввода-вывода. И чем меньше оно намолотит тактов в этом процессе, тем лучше, – в этот момент у ветеранов тусовки делались уксусно-кислые лица. Типа «ну вот, еще один юный гений»…

– Все это логично, правильно и было бы хорошо, если б не одно «но», – в тот день была моя очередь «резать правду-матку».

– Какое?

– Знаешь, что сделает с нами маркетинг за недобор флопов на Линпаке? Он утопит нас в пруду. Всех в одном мешке, как котят. Даже не будет разбираться, чья идея была.

– Правда? – голос у паренька заметно дрожал.

– Ага. Добро пожаловать в реальный мир.

На этом разговор закончился, но спустя некоторое время пожилой и уважаемый всеми индус, который председательствовал в группе, сделал мне замечание в личной беседе:

– Зря ты так, Валер. Парнишка прям серьезно расстроился.

– Да ладно, пусть привыкает. Здесь не Стенфорд.

И тут он меня ненавязчиво осадил:

– Ну, ты сам-то вспомни, что сказал, когда первый раз к нам пришел…

Architecture and religion – 3

Главная вера

И все же важнейшей религией компании является сама x86 Instruction Set Architecture^[10]. Intel изначально свято придерживался принципа backward compatibility^[11] – программы, написанные для предыдущих поколений процессора, работают на следующих без изменений (ну, разве что требуют эмулятора операционки). Без этого нельзя построить никакой экосистемы, ибо ее формирование – процесс, занимающий многие годы. И именно благодаря последовательности Intel x86 ISA стала для компьютерного мира чем-то вроде христианства. Аналогию можно продолжить, сравнив разделение христианства на католическую и православную ветви – Intel и AMD (или наоборот). Но мы этого делать не будем. Однако принцип backward compatibility требует, чтобы любое изменение ISA оставалось в ней навсегда. И, наверно, нам следовало относиться к архитектуре более бережно. Когда я был маленьким, а деревья большими, один умный человек (Ronak Singhal) говорил мне, что тут, дескать, не о чем печалиться. С каждым shrink (переходом на более совершенный процесс изготовления чипов) площадь, необходимая для поддержки legacy^[12] инструкций, «сжимается» в два раза. Но вот когда Intel серьезно «застрял» на 10-нм техпроцессе, мои опасения вернулись с удвоенной силой.

Отчасти, впрочем, наши промахи можно объяснить тем, что x86 – «закрытый клуб», в отличие от ARM и тем более RISC–V. Ну, например, собирается ARM «выкатить» новую версию ISA. Он будет согласовывать ее со всеми основными вендорами – Apple, Samsung, Qualcomm и т. д. Поэтому у него куда меньше шансов совершить какую-нибудь глупость. Intel, конечно, тоже советуется с основными партнерами – Microsoft, Google, Amazon. Но основные решения все же принимаются внутри. Мне это почему-то представлялось так. На унылом севере, вдали от людского жилья, стоит темная башня. Лишь на последнем этаже ее горит свет. И там наверху собрались адепты тайного ордена… В случае с «Интел» «орден» имеет вполне конкретное название – ISA CPT. Именно там принимаются самые важные архитектурные решения. На этот митинг вхожи лишь ведущие технические лидеры компании – Fellows, Senior Principal Engineers. Мне трудно всерьез назвать себя одним из адептов (так, скорее, младшим послушником). Но я всегда был юношей любопытным, и время от времени мне удавалось туда пролезть – (восьмым) содокладчиком в какой-нибудь презентации или просто «вольным слушателем». Чаще все же приходилось довольствоваться информацией из вторых-третьих рук. И сегодня я немного расскажу вам о разного рода «ересях», которые зарождались и погибали внутри «Интел».

Гибель «Титаника»

Хотя Itanium нарекли «Титаником» сразу же после анонса архитектуры 4 октября 1999-го, он не был поначалу и вполовину так плох, как его реноме. Архитектура VLIW/EPIC смотрелась необычно по сравнению с CISC и манила новыми возможностями. Мою фантазию будоражили предикатное исполнение, вращающиеся регистры и explicit software pipelining^[13]. К тому же IA-64 была in-order^[14] архитектурой – можно было точно предсказать, сколько будет обрабатываться один элемент достаточно длинного цикла при условии прогретых кэшей. Для кого как, а для меня эта «иллюзия контроля» почему-то всегда была важна. Тогда я еще плохо представлял себе важность software ecosystem^[15] для успеха платформы. Да, понимал, что работа предстоит огромная, но шансы представлялись вполне себе неплохими.

Но все же Itanium, как и «Титаник», видимо, был проклят с самого начала. Дело в том, что против него играли как религия (not invented here^[16]!), так и политика. А в средневековом государстве это необоримая сила. «Крестным отцом» Itanium был Mike Fister, тогдашний глава серверного подразделения Intel. И в начале 2000-х между ним и Полом Отеллини развернулась борьба за то, кто станет следующим CEO Intel после Kрейга Баррета. Борьбу эту Captain Itanic^[17] проиграл и ушел в CEO в Cadence (который, безусловно, уважаемая компания, но все же не Intel). Также ко дну пошло его детище. А спасать было некому – Отеллини Itanium не жаловал. Уж не знаю, вследствие «разборок» начала 2000-х или по каким-то другим причинам… К тому же обнаружилась масса других проблем.

• Индустрия как-то сразу не поверила в Itanium. Портирование софта шло без особого энтузиазма. А Intel не решился на большую ставку – Itanium enabling strategy^[18] всегда оставляла у меня ощущение какой-то недосказанности…

• Возможно, расчет был на x86 compatibility block^[19], но именно он стал больным местом Itanium – энергии потреблял больше, чем весь остальной процессор, и грелся, как сволочь. Бинарный транслятор также не выглядел панацеей: преобразование из CISC в VLIW является одним из самых сложных (хотя на «Эльбрусе» как-то работает).

• Насколько увлекательным являлось написание микрокернелов для Itanium на ассемблере – настолько кошмарным было портирование приложений. Компилятор является основным камнем преткновения для архитектуры VLIW/EPIC. Одно из немногих исключений, которое я знаю, – опять же «Эльбрус». Но для того чтобы довести его компилятор до ума, потребовалось порядка 20 лет. «Интел» столько ждать не захотел…

• Ну и последнее – Itanium всегда выпускался с отставанием на шаг по техпроцессу от x86. И в этом трудно не усмотреть наличие «доброй» политической воли.

IA-64 влачила жалкое существование до начала 20-х. И лишь в феврале 2019-го Linus Torvalds сказал: «It’s dead, Jim^[20]». Но можно было спокойно сделать это и на 10 лет раньше. И все же у меня осталось от Itanium ощущение «неспетой песни». Да, я не люблю VLIW (я тоже религиозен) и мне кажется, что рано или поздно мы бы все равно «уперлись» в его ограничения. Но все же стоило пытаться по-честному пройти этот путь…

X-Files

Архитектура StrongArm (а впоследствии XScale) – еще одно наследие, полученное Intel от DEC. Было тогда в компании подразделение Intel Communication Group^[21]. Ваяло контроллеры для IO и сетевых устройств. И там неприхотливый и экономичный ARM пришелся весьма ко двору. Но именно в этот момент наступила эпоха handheld-девайсов (наладонников, как их тогда называли) – предтечи современных смартфонов. Intel попробовал – и оно как-то сразу полетело. BlackBerry, Dell, Compaq, Toshiba, Palm, Amazon Kindle – вот далеко не полный список компаний, начавших производство продуктов на базе XScale. Воодушевившись, в 2004-м Intel выпустил SIMD-расширение ISA под названием Wireless MMX. И в отделе IPP (в котором я пребывал с 2002-го по 2005-й) закипела работа по оптимизации библиотек.

И вдруг… как гром среди ясного неба в 2006-м грянула новость – Intel продает XScale бизнес Marvell за жалкие 600 миллионов долларов. Бросьте в меня камень, но я по чисто бизнесовым причинам считаю это одной из самых больших ошибок компании. Недостатки этого решения более чем очевидны.

• Мы в очередной раз «прокинули» своих клиентов (впрочем, не в первый и не в последний).

• Вместе с XScale ушла команда, наработавшая уникальную экспертизу в области мобильных устройств. И потом ее ой как не хватило…

• XScale был «входным билетиком» в мобильную экосистему. А кому как не Intel понимать ее значение. И беспечно выбросив его, мы сами захлопнули дверь перед собственным носом.

• Именно в тот момент, недооценив потенциал рынка смартфонов и планшетов, Intel обрек на неудачу свои дальнейшие (дорогостоящие) попытки стать там существенным игроком. (Способности Intel предсказывать индустриальные тренды я еще коснусь в одной из следующих глав.)

Объяснение у меня только одно, чисто религиозного характера. XScale был ARM-ом. Not made at Intel. Уже зрел в недрах компании Atom – low-power^[22] процессор с «православным» набором команд. И Intel принял решение избавиться от «чужеродного» продукта (мне до сих пор представляется правильной стратегией на тот момент – тащить одновременно две линейки). Я сейчас выскажу очень спорную мысль – ни одна другая компания так бы не поступила. Но Intel, безусловно, уникален в своей вере.

Поначалу Atom достиг определенного успеха в сегменте нетбуков и неттопов. Тут надо понимать, что Intel все еще играл на своем поле – батарейки у этих устройств мощнее, чем у телефона, а стандартной операционкой является Windows co всем набором классического x86 софта. А вот дальнейшее «наступление» в область смартфонов и планшетов успеха не имело. Экосистема уже полностью сложилась вокруг ARM, и даже трюк Houdini – бинарный транслятор ARM > x86 – не спас положения.

Но главная беда даже не в этом. Дело в том, что мобильные процессоры – это с необходимостью System on Chip^[23] (SoC). По сути, не так важно, какое ядро тащит операционную систему: ARM или Atom – Android неплохо оптимизирован под оба. Важно то, что большинство стандартных функций – поддержка wireless^[24], медиа-кодеки, шифрование/дешифрование – выполняются на отдельных IP-блоках. Мне довелось попасть на «разбор полетов» (вроде бы он тоже был на ISA CPT) по поводу этих функций. И там все говорили одно и то же – здесь конкуренты сделали на доллар дешевле, здесь на полватта эффективнее и т. п. Что совершенно неудивительно – пока мы решали вопрос религиозной чистоты, потом восстанавливали легкомысленно потерянную экспертизу, потом заново выстраивали экосистему, наши конкуренты занимались оптимизацией. Так что, как и в случае с Xeon Phi, к неудачам Intel в мобильном сегменте ISA как таковая не имеет особого отношения. Просто мы упустили время, которое потом не смогли наверстать…

Индульгенция

Мне не сосчитать различных ISA, которые нашли свой конец в Intel, не выдержав противостояния с х86. Впрочем, есть одно исключение – встроенной интеловской графике всегда позволялось иметь instructions set^[25], отличный от ортодоксального. Как будто она получила некую «папскую грамоту» которая хранила ее в самые темные времена костров инквизиции. Что можно объяснить бизнесовыми причинами, но все равно немного удивительно. Но тем не менее интеловская графика продолжает жить с начала 2000-х как независимая программируемая структура. Так, глядишь, и саму x86 переживет.

Варфоломеевская ночь

Ну и, конечно, мой рассказ об истории архитектуры был бы неполным, если не упомянуть о драматических столкновениях различных религиозных течений. Вообще, история развивалась циклически – вначале «еретические» архитектуры плодились (хотя бы в виде экспериментальных проектов), и потом «консерваторы» собирались с силами и брали «кровавый реванш». Я расскажу об одном случае 2013 года, когда «ортодоксы» Per Hammarlund и Bryant «Большой Полосатый Мух» Bigbee в один день «похоронили» проекты «вольнодумцев» VIP Бориса Бабаяна и Moonrun Дейва Дитцела (ex-Transmeta). Я тогда сумел просочиться на ISA CPT в день postmortem^[26]. Арташесович отстрелялся минут за десять. Во-первых, он был расстроен. Во-вторых, длинные речи на английском ему не очень даются. Зато Дитцел выдал настоящее шоу. Там было все – картинки, жесты, эмоции и очень много стоящих мыслей. Наконец спустя полтора часа Дейв открыл свой последний слайд «New Architectural Ideas at Intel^[27]». Слайд был пустой. В гробовой тишине заседание закончилось. Занятно, однако, что из четырех упомянутых мной Intel Fellow^[28] дольше всех продержался в конторе именно Бабаян (aж до декабря 2021-го). Дитцел отвалил практически сразу после описанных событий и создал свою фирму Esperanto Technologies. Hammarlund ушел в Apple в начале 2015-го. Bigbee продержался немногим дольше…

Но мне особенно врезалось в память, как примерно спустя год после Варфоломеевской ночи на ISA CPT кто-то вдруг задал риторический вопрос:

– А помните тех, которых мы сожгли на костре в прошлый раз? Возможно, они были не так уж и неправы…

Кризис среднего возраста

Продолжаем сагу под названием Made at Intel. Сегодня я хочу посмотреть на историю развития IT-компаний скорее глазами финансиста (есть у меня такая слабость), а не инженера. И провести некоторые параллели между жизнью корпораций и жизнью обычных людей.

Корпорации как люди

«Корпорации не существуют ради людей. Они не существуют ради великих идей. Они существуют исключительно ради денег». Я любил так говорить, объясняя какой-нибудь очередной затейливый поворот истории Intel. Действительно, далеко не все решения поддаются объяснению с чисто технологической точки зрения. Соображения бизнеса играют не меньшую роль. Также надо принимать во внимание внутреннюю политику, оргструктуру и массу других факторов. Корпорация напоминает живой организм со своей внутренней логикой, зачастую противоречивой. Сегодня может быть так, а завтра по-другому. Наблюдая за развитием ведущих мировых IT-компаний в течение примерно четверти века, я пришел к выводу, что между корпорациями и людьми можно провести некоторые аналогии. Сегодня я попытаюсь проиллюстрировать эту мысль, сравнивая Intel c такими IT-гигантами, как IBM, Microsoft, Apple и Huawei. Как и люди, компании обладают своим «темпераментом» (о котором можно судить, например, по волатильности курса акций) «характером», «возрастом»… Даже от места «рождения» кое-что зависит. Ну вот, например, IВM – корпорация восточного побережья США. С глубокой иерархией, склонностью к дипломатии и близким к европейскому менталитетом. В то время как Intel (да, наверно, и Microsoft) – типичные компании «дикого Запада», в методах себя особенно не стесняющие. Однако сегодня я бы хотел сосредоточиться на том, как меняются корпорации с течением времени. Как они проходят периоды роста, расцвета, зрелости и… перерождения (хотя и не все).

Юнцы, мужи и «ветеран»

Разумеется, «молодость», когда компания из стартапа превращается в IT-монстра, безусловно, интересна. Но коль скоро мы интересуемся лидерами рынка, начальный период можно охарактеризовать короткой фразой Юлия Цезаря: «Пришел, увидел, победил». Разумеется, его проходят единицы из тысяч. Но, как правило, начальный период – это поглощение доли рынка, либо существующего, либо вновь созданного и растущего. Как правило, в этот момент «у руля» компании находятся «творцы» – инженеры, создающие конкурентное преимущество, и предприниматели, обеспечивающие экспансию на рынке. Доходы и (или) капитализация прибывают по экспоненте. Деревья кажутся растущими до небес, а небеса – бесконечно высокими. Такой вот сценарий успешной юности. И с изрядной долей произвола к таким молодым (или входящим в раннюю стадию зрелости) компаниям я отнесу Google (основан в 1998-м), Amazon (1994), Facebook (2004) и Netflix (1997).

Но вот потенциал роста исчерпан, и компания сталкивается с новыми для себя проблемами. Они требуют нового подхода и зачастую приводят к изменению структуры и самого духа корпорации. Поэтому с исторической точки зрения более занимательны компании постарше. Наиболее почтенной IT-компанией с точки зрения возраста является IBM. Корни ее уходят еще в XIX век, но само название IBM появилось в 1924 году – то есть почти 100 лет назад. В своей истории IBM прошла через несчетное число кризисов и перерождений, вполне пройдя «проверку на прочность». Intel (1968) и Microsoft (1976) я отнесу к корпорациям зрелого возраста, и многое из того, что произошло с ними, можно понять, изучив историю IBM. Аpple (1976) хоть и является почти «ровесником» Microsoft, стоит все же несколько особняком. Дело в том, что история Apple долгое время была неразрывно связана с одним человеком. С такой неординарной личностью, как Steve Jobs – человеком, всегда стремившимся к вершине и сумевшим ее достичь (пусть и не с первой попытки).

Кризис среднего возраста

Так что же происходит с компаниями, когда иссякает первичный импульс? Понять это можно по аналогии с «кризисом среднего возраста», так или иначе посещающим большинство людей в районе сорока лет (плюс-минус). Это когда все «генетически запрограммированные» цели (прибыль, IPO, лидерство в определенном сегменте рынка) достигнуты, а новые еще не созрели. Когда лидеры, тащившие компанию на своих плечах много лет, пресыщаются успехом или просто устают. Когда становится понятно, что до небес деревья все-таки не растут. Идеалы юности размываются, а заменить их нечем. И в подавляющем большинстве случаев на первый план выходит зарабатывание денег. Компании выучиваются идеально контролировать свои финансовые показатели – норму прибыли, расходы на RND и даже курс собственных акций. Безусловно, financials^[29] являются самым понятным из всех ориентиров, только вот… Почему-то IT-компании не могут жить так же, как McDonalds и Coca-Cola, не могут быть просто «машинами по зарабатыванию денег». И постановка financials во главу угла зачастую ведет их в тупик.

История знает массу примеров кризисов подобного типа. В конце 80-х – начале 90-х годов прошлого века, когда я только начинал знакомиться с азами программирования, безусловным лидером на рынке была корпорация IBM. Мы тогда учились на технике из соцлагеря – болгарских машинах «Правец» или восточногерманских Robotron. (Я даже писал что-то на тамошнем ассемблере, но сейчас, хоть убей, не вспомню, как он выглядит.) Но каждый мальчишка втайне мечтал об IBM PC. Именно IBM определила концепцию персональных компьютеров и захватила львиную долю их рынка. Будущее представлялось безоблачным, а место на вершине незыблемым. Но высокотехнологичный рынок никому не дает долго почивать на лаврах. Кризис, как всегда, подкрался незаметно. Intel и Microsoft, которые рассматривались как «cубподрядчики», производящие процессоры и операционные системы для персональных компьютеров, постепенно оттеснили IBM c ведущих позиций. Так образовался тандем Wintel, который оставался на вершине в течение следующего десятилетия. А IBM погрузился в «кризис среднего возраста» c его экзистенциальными вопросами и мучительными поисками себя.