Чем знаменита IBM: как она повлияла на развитие компьютеров

В этом году столетний юбилей отметит IBM - одна из крупнейших компаний, разрабатывающих компьютеры и ПО. Хотя официально International Business Machines (IBM) была зарегистрирована в 1924 году, история предприятия началась почти на 50 лет раньше. Ее основателем считается эксцентричный бизнесмен Ч. Флинт, который в начале 20-го века приобрел производителя настольных весов Computig Scale, а также несколько мелких фирм, производивших офисную мебель и даже сырорезки. Но самым серьезным его приобретением стал производитель перфокарт Tabulated Machine, работавший с 1880-х годов.

Объединив эти разнонаправленные компании в единую организацию Флинт создал CTR - Computing-Tabulous-Recording. Бизнес активно развивался, чему поспособствовало завершение Первой мировой войны, которая открыла развивающиеся европейские и азиатские рынки для продукции CTR. В это время именно обработка сложных, высокотехнологичных данных стала основным направлением деятельности компании. В итоге в феврале 1924 года CTR была переименована в IBM, что было связано с реструктуризацией предприятия и полной концентрацией на развитии вычислительной техники.

Одним из основных направлений развития IBM в те годы было вычислительное оборудование, работавшее на перфокартах. В 1928 году был изобретен новый тип перфокарт с 80 столбцами, которые получили название IBM Card. Также компания получала серьезные правительственные заказы, связанные с ускорением анализа данных переписи населений и другой информации, которую сейчас бы отнесли к категории Big Data.

Первый полноценный компьютер в современном понимании этого слова был создан специалистами IBM в 1944 году. Он получил название Mark I, а при его разработке использовались идеи Ч. Беббиджа, который заложил основы современной компьютерной архитектуры еще в 19-м веке. Именно с него, по сути, началась «эра компьютеров», хотя основан он был на электромеханических переключателях, а транзисторы появились гораздо позже. В дальнейшем IBM получила крупные госзаказы на компьютеры для оборонной отрасли США (противоракетная система SAGE). Они использовались для анализа информации радаров и наведения самолетов для перехвата, передавая данные напрямую в систему автопилота.

IBM PC или IBM 5150 стал первым массовым и прообразом всех современных ПК, которые сейчас есть в доме практически у каждого. Хотя модель и не стала первой в линейке, именно она получила наибольшую популярность благодаря доступной цене, высоким техническим параметрам (для того времени) и удобству использования.

Разработка IBM Personal Computer велась командой из 12 специалистов «Big Blue» (распространенное прозвище IBM) на протяжение года, с июля 1980 по август 1981. Такая высокая скорость работы связана с тем, что проект создавался не с нуля, а на основе предыдущего поколения – IBM 5100 Computer, который продавался с 1975 года для научно-инженерных задач.

Personal Computer основывался на процессоре Intel 8088, работавшим с частотой 4,77 МГц, оснащался до 64 кб ОЗУ и располагал пятью слотами расширения. В стандартной конфигурации один из них занимал видеоадаптер, а второй – контроллер гибких 5,25 дисков. Была возможность подключать принтеры и модемы, но для этого требовалось приобретать отдельные подключаемые адаптеры.

Жесткого диска в Personal Computer изначально не было, так как мощность блока питания была недостаточна для его функционирования. Для постоянного хранения данных использовались флоппи-дисководы (были конфигурации с одним или двумя предустановленными). Позже появились дополнительные модули, позволявшие подключить к IBM 5150 диск емкостью до 10 Мбайт. Была возможность и увеличить объем ОЗУ до 256 кбайт.

При разработке IBM Personal Computer предполагалось, что компьютер будет работать на уникальной операционной системе, созданной именно для него. Но в ходе работы от этой идеи отказались, вместо этого использовали ПО стороннего разработчика. Это была первая версия MS-DOS от практически неизвестной тогда компании Microsoft. Позже пути компаний разойдутся и IBM все же создаст свою уникальную операционную систему – OS 2. Ее разработка велась параллельно с Windows 3.0, и на начальных этапах в создании OS 2 активно участвовала, и компания Microsoft, но затем возник конфликт интересов и завершали создание OS 2 только инженеры IBM. Первая версия OS 2 была выпушена в августе 1985 года.

При создании IBM Persomal Computer изначально предполагалось, что самая дешевая версия (с 16 кбайт ОЗУ, без флоппи-дисковода и монитора в комплекте) будет востребована для домашнего использования, а более дорогие – для бизнес-структур. И расчет оказался полностью верен, модель ждал ошеломительный успех, особенно у «домашних пользователей», что во многом было обусловлено чрезвычайно доступной для тех лет ценой минимальной конфигурации – 1565 долларов. Немаловажную роль сыграла и возможность самостоятельного и несложного апгрейда. Пользователю было доступно расширение оперативной памяти и покупка разнообразных дополнительных контроллеров.

Это уникальный класс компьютерных систем, разработанных специалистами IBM в 60-е годы прошлого века. Первым стал IBM System/360, 1964-го года выпуска, на разработку которого компания затратила более 5 млрд. долларов, в современных ценах эта сумма составляла бы более 30 млрд. Такая высокая стоимость разработки сделала IBM System/360 одним из самых дорогих проектов в истории и вторым по стоимости НИОКР в 1960-е, дороже обошелся только полет на луну «Апполона».

Название «мейнфрейм» компьютер получил благодаря типовым процессорным стойкам. Также многие считают, что именно тогда появилось сленговое название компании Big Blue, так как мейнфреймы занимали большой объем пространства и были выкрашены в голубой цвет (голубую униформу носили и сотрудники IBM).

Основное отличие IBM System/360 от других компьютеров того времени было то, что все машины серии использовали одинаковые наборы команд и интерфейсов, к которым подключались стандартные периферийные модули и устройства. Также они отличались высокой производительностью, которая покрывала практически любые потребности крупных организаций. Поэтому несмотря на чрезвычайно высокую стоимость IBM System/360 и дальнейшие поколения мейнфреймов получили высокую популярность и быстро стали отраслевым стандартом.

Также появление IBM System/360 принесло множество новшеств в компьютерной архитектуре, которые используются и сейчас. Например, был окончательно закреплен – битный байт в качестве стандартного, начала использоваться память с байтной адресацией. Ко всему прочему IBM System/360 стал первым 2-разрядным компьютером в мире.

Пик популярности мейнфреймов приходится на 70-80-е годы, в дальнейшем высокую конкуренцию им составили серверы и суперкомпьютеры, особенно глубокий кризис мейнфреймы пережили в 90-е годы. Но их развитие не остановилось, машины этого класса выпускаются и сейчас. Их используют в отраслях, работающих с целочисленными данными, требующих высокой скорости обмена и хранения информации, например, автоматизированные банковские транзакции.

Суперкомпьютеры, по сути, стали наследниками мейнфреймов, следующей ступенью эволюции высокопроизводительных вычислительных систем. В отличие от мейнфреймов они предназначены для операций с числами с плавающей запятой и высочайшим параллелизмом.

Единого стандарта суперкомпьютерной архитектуры нет, так как она подбирается в зависимости от целей и задач конкретной машины. Но очень утрированно можно сказать, что суперкомпьютер представляет собой множество мощных серверов, объединенных локальной магистралью обмена данными для достижения высокой производительности в параллельных вычислениях.

Хотя IBM и не является прямым создателем суперкомпьютеров, компания успешно работает на этом рынке много лет. К наиболее известным моделям, разработанным специалистами IBM, относят:

• Blue Gene. Это несколько поколений суперкомпьютеров, объединенных одной архитектурой, получившей название Blue Gene. Разрабатывались с 1999 года инженерами IBM и Ливерморской национальной лаборатории. Основной целью было создание суперкомпьютера способного преодолеть рубеж 1 ПФлопс. Она была успешно выполнена, самая мощная машина серии смогла нарастить производительность до 20 ПФлопс.
• Deep Blue. Это один из самых известных узкоспециализированных «шахматных» суперкомпьютеров, основной задачей которого стала победа над человеком. Она была успешно выполнена в 1997 году, когда этот компьютер выиграл матч из 6 партий у чемпиона мира Г. Каспарова. Кроме матча с Каспаровым Deep Blue в полной конфигурации больше не использовался, в настоящее время он не функционирует, а одна из его стоек находится в калифорнийском музее компьютерной истории.
• IBM Watson. Одна из первых систем искусственного интеллекта, предназначенная для анализа и понимания вопросов на «естественном» языке и выдачи ответов на них при помощи ИИ. Основывается на процессорах IBM Power7 и оперирует более 15 Тбайт оперативной памяти. Проект успешно развивается и сейчас, используется для построения моделей машинного обучения.

Нужно отметить и еще один выдающийся суперкомпьютер от IBM - Summit. Благодаря суммарной вычислительной мощности в более чем 122 Пбайт он занимал первую строчку рейтинга ТОП-500 рейтинга мощнейших вычислительных систем более двух лет (2018-2020). Продолжает функционировать и сейчас, используется Министерством энергетики США.

POWER – архитектура процессора разработанная компанией IBM в конце 80-х годов, первый компьютер с процессором на новой архитектуре был выпущен в 1990 году. Основывается на базе расширенной архитектуры RISC с оптимизированной производительностью, по сути является уникальной линейкой архитектур от IBM. 

Архитектура продолжает развиваться, на данный момент актуально девятое поколение – POWER9, процессоры с этой архитектурой производятся по 14нм техпроцессу, используются в суперкомпьютерах Sierra и Sammit.

Эта серия ноутбуков выпускалась компанией IBM с 1992 по 2005 год и стала одной из первых линеек массовых ноутбуков в истории. Получила известность благодаря высокой надежности и достаточно продвинутым комплектующим.

Ноутбуки ThinkPad использовались в качестве подготовки экипажей и разработки ПО для космических проектов НАСА, они применялись в шаттлах, для работы в невесомости был реализован ряд специальных апгрейдов.

ThinkPad продаются и сейчас, но отношения к IBM они уже не имеют, так как в 2005 IBM продала права на производство серии китайской компании Lenovo.

Эти сервера на базе х86 процессоров были разработаны и выпускались компанией IBM с 1992 года. System X были основой таких известных серий как IBM PC Server. В 2014 году IBM продала подразделение, отвечавшее за разработку System X и других х86 серверов компании Lenovo, сумма сделки составила 2,3 млрд. долларов. В нее вошли и сервера ThinkSystem, которые разрабатывались совместно с Lenovo и основывались на чипах от Intel.

Эти консоли работали на процессорах с архитектурой PowerPC, которая была модифицирована инженерами IBM совместно со специалистами из Microsoft и Sony. В архитектуру были внесены серьезные изменения для повышения производительности в обработке 3D-графики в сочетании с оптимизацией энергопотребления.

В результате инженерам удалось получить уникальный процессор с очень высокой для своего времени производительностью. И во многом это была заслуга именно инженеров IBM. Благодаря им удалось вывести консольные игры на новый уровень реалистичности и детализации, хотя и ценой повышения сложности разработки, так как игры должны были выполняться на уникальной и достаточно сложной процессорной архитектуре.

В начале 2000-х годов IBM испытывала ряд финансовых трудностей, связанных с удорожанием разработки новых продуктов и поддержки уже имеющихся. В результате управление корпорации приняло решение о проведении реструктуризации и отказе от части направлений. Поэтому часть подразделений компании были переориентированы или проданы партнерам.

Первым, в 2002 году было продано производство жестких дисков, новым владельцем стала японская Hitachi. Затем, в 2005 году подразделение по производству и продаже линеек ThinkPad и ThinkCentre было выкуплено китайской компанией Lenovo. Спустя 9 лет ей же были проданы подразделения, занимавшиеся разработкой х86 серверов. Завершилась реструктуризация в том же 2014 году, когда IBM продала GlobalFoudries свои полупроводниковые фабрики. За счет этой «распродажи», основным бенефициаром которой стала китайская Lenovo корпорация IBM стала полностью бесфабричной компанией, которая продолжила разрабатывать процессоры, но уже не производит их самостоятельно.

Сейчас компания IBM находится в так называемой «эре консалтинга», это означает, что корпорация полностью отказалась от собственных полупроводниковых производственных мощностей и полностью сконцентрировалась на разработке «интеллектуальной продукции». Она включает в себя ПО, архитектуры процессоров, суперкомпьютеров и мейнфреймов. Также компания активно занимается разработкой и внедрением систем искусственного интеллекта и исследованиями в области квантовых вычислительных систем.

Финансовые показатели IBM в целом стабильны, наблюдается рост выручки выше рыночных оценок, эта ситуация не изменилась и в 2024 году. По результатам первого квартала этого года общая выручка составила 14,46 млрд. долларов, что на 1,5% выше прошлогодних показателей. Основную прибыль принесли разработка ПО и консалтинговые услуги, а также поступления от подразделений, работающих с генеративным ИИ. В целом, по итогам года прогнозируется рост выручки на 4-6%, а также коррекция стоимости акций, которые в конце прошлого года снизились на 9%, что стало результатом приобретения поставщика ПО HashiCorp. В дальнейшем IBM планирует наращивать усилия в разработке генеративного ИИ, поэтому можно ожидать основного роста финансовых показателей именно за счет инвестиций в ИИ-подразделения.