作者簡(jiǎn)介：Jason Perlow是IT外媒ZDNet的高級技術(shù)編輯，是一名有著(zhù)20多年經(jīng)驗的技術(shù)專(zhuān)家，擅長(cháng)為《財富》500強公司整合龐大、異構的多廠(chǎng)商計算環(huán)境。Jason目前是Dimension Data公司的一名技術(shù)架構師顧問(wèn)。文中表達僅代表其個(gè)人觀(guān)點(diǎn)。
半導體行業(yè)的核心DNA以及設計芯片架構的方式也許早改一改了，Meltdown和Spectre這兩個(gè)缺陷也許是促使改弦易轍的導火索。
新的一年確實(shí)以計算機行業(yè)的一聲驚天巨響拉開(kāi)了帷幕。
英特爾x86芯片架構中被媒體大肆報道的兩個(gè)安全缺陷現已浮出了水面。它們似乎影響AMD制造的其他微處理器和ARM許可的設計。
它們可能是有史以來(lái)其中兩個(gè)最嚴重的缺陷，因為它們存在于硬件中，而不是存在于軟件中，波及數十億個(gè)系統。
名為Meltdown和Spectre的這兩個(gè)缺陷是異乎尋常的漏洞。它們性質(zhì)極其嚴重、影響極其深遠，當前唯一可能的解決辦法就是采用軟件補?。阂坏┐蛏狭搜a丁，某些類(lèi)型的工作負載運行起來(lái)最多減速30%。
實(shí)際上，受影響的系統可能會(huì )造成極廣泛的危害，畢竟這些缺陷出現在芯片本身的基本系統架構中，它們可能自1995年以來(lái)就以某種形式存在了。
Meltdown演示：窺視密碼
那可以追溯到《老友記》是最熱門(mén)電視節目的年代。我還是一頭俊發(fā)，那陣子剛結婚。那時(shí)候我們大多數人還使用Windows 3.1。
血統必須完全消失
至于這些缺陷究竟如何顯現出來(lái)，這方面的細節暫且不表，因為解釋起來(lái)本身技術(shù)性很強，你得是芯片行家才能真正搞明白。我們只想說(shuō)，它們利用現代微處理器使用的某些基本功能來(lái)優(yōu)化性能。
這與DNA何其相似。DNA為生物體在非?；A的層面如何運作提供了藍圖和固件編程。
要是你的DNA有缺陷，就會(huì )患有遺傳病。你可以嘗試用各種療法和藥物來(lái)緩解，但是無(wú)法真正治愈遺傳病。沒(méi)錯，你是有像基因編輯技術(shù)CRISPR這樣的技術(shù)，卻沒(méi)有與之相當的硬件。
實(shí)際上，唯一的辦法就是讓舊生物體死亡，讓另一個(gè)生物體取而代之，至少今天是這樣。血統必須完全消失。
在這種情況下，有遺傳疾病的生物體就是英特爾的x86芯片架構，這是無(wú)數個(gè)人計算機、數據中心服務(wù)器和嵌入式系統中最主要的系統架構。
十年前，我提議將英特爾x86架構推倒重來(lái)（http://www.zdnet.com/article/do-we-need-to-wipe-the-slate-with-x86/）。
我的理由主要與這個(gè)觀(guān)念有關(guān)：當時(shí)，Linux越來(lái)越流行，需要與數據中心中和桌面上基于Windows的工作負載繼續保持兼容變得越來(lái)越不是很困難的要求。
瞧瞧十年來(lái)發(fā)生了什么？Linux（及構成整個(gè)架構的其他相關(guān)的FOSS技術(shù)）現在已是一種主流操作系統，成為了公共云基礎設施的基石以及移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)中的基礎性軟件技術(shù)。
虛擬化現在非常普遍，已成為確保大規模企業(yè)系統設計和可擴展性的一種標準的業(yè)務(wù)慣例。
容器化現在期望補充、最終取代虛擬化，以便在開(kāi)發(fā)運維（DevOps）和大規模系統的自動(dòng)化未來(lái)共同推動(dòng)的多租戶(hù)、高度微分段的網(wǎng)絡(luò )中促進(jìn)發(fā)展、加強安全。
自2008年以來(lái)，微軟積極走上了開(kāi)源道路，成功實(shí)現了由Windows公司向Azure/Office 365云公司的華麗轉身，不僅僅為Windows編寫(xiě)云應用軟件，還為L(cháng)inux、iOS和Android編寫(xiě)云應用軟件。
所有這些進(jìn)步未必與確保與x86兼容相關(guān)聯(lián)。要說(shuō)有什么區別的話(huà)，由于我們現在享有很高級別的抽象和可移植性，它們可能讓我們無(wú)需編寫(xiě)這種類(lèi)型的相關(guān)代碼。
盡管有這些進(jìn)步，但我們對于這只年邁又喜愛(ài)的寵物：x86系統架構的投入并沒(méi)有減弱。這些年來(lái)，我們一直對它給予各種的治療，至今已有四十載，為的就是讓它繼續活著(zhù)。
問(wèn)題不是我們是否應該放棄這只老黃狗（英特爾架構）。我們把它換成哪個(gè)品種的狗狗？另一款容易患其他遺傳缺陷的純種狗？還是別的什么？
我們別再將微處理器系統的架構視為英特爾、AMD或甚至ARM等大型公司秘密開(kāi)發(fā)的許可設計了。
Sun的思路對頭
2008年我寫(xiě)這篇文章的前篇時(shí)，現已銷(xiāo)聲匿跡的Sun Microsystems決定開(kāi)源一種芯片架構：OpenSPARC T2，Sun的知識產(chǎn)權資產(chǎn)現歸Oracle所有。
當時(shí)這個(gè)概念根本沒(méi)有流行開(kāi)來(lái)，也沒(méi)有被任何大公司所接受。被Oracle收購的Sun此后發(fā)生的一切對各有關(guān)方來(lái)說(shuō)都不是那么愉快；考慮到Oracle這家公司天性愛(ài)打官司，為什么沒(méi)有人接受OpenSPARC也就不難理解了。
然而盡管如此，我還是認為Sun當時(shí)的思路對頭。我們需要開(kāi)發(fā)一種現代的OpenSPARC，任何處理器代工廠(chǎng)都可以在不必購買(mǎi)IP許可的情況下制造這種芯片，從而降低為云、移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)大規模制造微處理器的成本。
這使得售價(jià)200美元的智能手機和超大規模數據中心生命周期管理起來(lái)都極具可行性、極具成本效益。
正如Linux和開(kāi)源徹底改變了我們對操作系統和應用軟件的看法，我們需要微處理器領(lǐng)域有同樣的變革，才能擺脫充斥著(zhù)這些遺留問(wèn)題的私有數據中心，邁入到云的全新領(lǐng)域。
這將會(huì )帶來(lái)更多的好處，而不只是提供一種在不斷發(fā)展變化的云中可以靈活應變的系統架構。實(shí)際上，我們擁有這樣的軟件技術(shù)，現在就讓我們能夠輕松從芯片硬件中抽象出來(lái)。這樣一來(lái)，出現需求后，我們就能夠憑借社區的齊心協(xié)力來(lái)糾正和改進(jìn)芯片。
我們需要搞新的架構
的確，誰(shuí)都知道一些風(fēng)險困擾著(zhù)開(kāi)源系統，比如分叉（forking），但是它通常打造了運行良好的社區和糟糕的社區之間相互競爭的生態(tài)系統。
而多半，好的一方會(huì )勝出，成為被大家接受的標準。
我不能確切地說(shuō)這個(gè)新的芯片家族需要基于什么樣的架構。然而，我認為ARM不會(huì )將其IP捐給這項事業(yè)，我認為OpenSPARC可能也不會(huì )。
IBM POWER可能會(huì )嗎？那無(wú)疑會(huì )是“藍色巨人”的高姿態(tài)，將有助于保持和確立該公司將來(lái)在云市場(chǎng)的江湖地位。
事實(shí)上，我們現在需要搞一種新的架構，徹底擯棄過(guò)去的40年來(lái)一直推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，后來(lái)阻礙發(fā)展的任何歷史包袱。就像Linux方面所做的那樣。
我們是否需要為以云為中心的未來(lái)推出一種新的開(kāi)源微處理器架構？歡迎留言交流。
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