До полного века осталось еще 10 лет

К 90-летию корпорации IBM

Евгений Филинов

Среди важнейших достижений XX века, изменивших способы сбора, передачи и использования информации, обычно называют IBM System/360 и IBM PC. На самом деле корпорация IBM сделала гораздо больше, сыграв весьма значительную роль в создании вычислительной техники и ее применении.

Система автоматизированного учета занятости от IBM

В 1896 г. Г. Холлерит, изобретатель бумажных перфокарт, зарегистрировал фирму Tabulating Machine. Бумажные перфокарты Г. Холлерита, изобретенные им для Бюро переписи населения США, стали в первой половине XX века основой систем хранения данных и положили начало применению системного анализа в бизнесе с использованием статистических данных, обрабатываемых на электромеханических счетно-перфорационных машинах. В 1911 г. блестящий финансист Чарльз Флинт объединил компанию Холлерита, оказавшуюся без средств, с двумя своими фирмами. Новая компания получила название Computing Tabulating Recording (CTR). В 1914 г. генеральным менеджером CTR стал Томас Дж. Уотсон-старший, с именем которого связаны основные достижения компании в 20-40-х годах. К 1919 г. оборот CTR достиг 2 млн. долл. В 1924 г. она была переименована в International Business Machines (IBM). Этим было подчеркнуто основное направление деятельности компании и назначение выпускаемых ею средств вычислительной техники (табуляторов и других счетно-перфорационных машин).

Когда в 1935 г. правительству США понадобились системы автоматизированного учета занятости, способные обрабатывать данные о 26 млн. человек, IBM была готова исполнить этот заказ в кратчайшие сроки.

Электромеханическая вычислительная машина "Марк 1"

В начале 40-х годов в лабораториях IBM совместно с учеными Гарвардского университета (во главе с Говардом Айкеном) была начата разработка одной из первых электромеханических вычислительных машин. Она была собрана в 1944 г. и получила название "Марк-1".

В 1953 г. была выпущена IBM 701, построенная на электронно-вакуумных лампах, с быстродействием до 17 тыс. оп./с. Инициатором создания этой машины, названной Defence Calculator, что подчеркивало ее оборонное назначение, был Томас Дж. Уотсон-младший (президент IBM с 1952 г.). Именно ему принадлежит инициатива перехода IBM к производству компьютеров, хотя перспективы рынка были тогда весьма туманными: считалось, что спрос составит всего несколько штук. Разработку IBM 701 выполнило подразделение прикладных исследований IBM, которым руководил Гутберт Херд. Он сумел получить заказы на IBM 701 от General Electric и еще 10 организаций, хотя стоимость машины составляла более 1 млн. долл. В совершенствовании IBM 701 и 702 участвовали такие ведущие специалисты, как Джин Амдал и Джон Бэкус, впоследствии активно занимавшиеся разработкой компьютера IBM 705.

В 1955 г. IBM 705 был представлен как первая коммерческая машина, имеющая арифметику с плавающей точкой. Главным конструктором IBM 705 был Джин Амдал, он же разработал ее операционную систему. Джону Бэкусу принадлежит фундаментальный вклад в создание языка Фортран (FORTRAN - от FORmular TRANslation) и разработку компилятора для IBM 705 в 1954-57 гг. В конце 1958 г. Джоном Мак-Карти был предложен и реализован на IBM 705 язык функционального программирования ЛИСП (LISP - сокращение от LISt Processing - обработка списков).

IBM 701, первая машина, построенная на электронно-вакуумных лампах

В 1957 г. годовой оборот корпорации IBM превысил 1 млрд. долл. Шесть лет подряд он увеличивался на 30% в год, и после шести лет увеличения 20 лет оставался неизменным.

Т. Дж. Уотсон-младший создал в IBM (и финансировал) систему научных исследований и разработок, позволившую корпорации опережать любую другую компанию на несколько лет. По его инициативе на "науку" выделялось 9% от прибыли вместо 3%, расходуемых IBM на эти цели ранее.

В 1957 г. были разработаны первые накопители на сменных магнитных дисках IBM RAMAC. Они были использованы в машине IBM 1440, предназначенной для коммерческого применения. Следом за IBM 1440 такие накопители стали основой внешней памяти всех коммерческих машин.

Первым "скороспелым" детищем научных исследований IBM был проект STRETCH, обошедшийся компании в 20 млн. долл. и потерпевший неудачу, тем не менее IBM извлекла из него полезные уроки и бесценный опыт.

В 1959 г. IBM выпустила IBM 1401 - коммерческую машину на транзисторах. Она была поставлена более чем в 10 тысячах экземпляров.

В том же году IBM создала свой первый мэйнфрейм модели IBM 7090, полностью выполненный на базе транзисторов, с быстродействием 229 тыс. оп./c, а в 1961 г. разработала модель IBM 7030 для ядерной лаборатории США в Лос-Аламосе.

В апреле 1964 г. IBM анонсировала System/360 - первое семейство универсальных программно-совместимых компьютеров и периферийного оборудования. Элементной базой семейства 360 были выбраны гибридные микросхемы, благодаря чему новые модели стали считать машинами третьего поколения. Таким образом, транзисторные машины второго поколения заняли всего лишь пять лет в биографии IBM. При создании семейства 360 IBM в последний раз позволила себе роскошь выпускать компьютеры, несовместимые с предыдущими. В разработке семейства 360 участвовали Джин Амдал, Г. Блау, Ф. П. Брукс-младший.

Спустя шесть лет, в 1971 г. IBM представила две модели семейства System/370 (370/135 и 370/195), преемника System/360 на новой технической базе - монолитных интегральных схемах. Запуском в производство новых моделей семейства 370 руководил Т. В. Лерсон, сменивший в 1974 г. Т. Дж. Уотсона-младшего на посту президента IBM.

С 1983 г. началась поставка моделей System/370 Extended Architecture. Накопленный опыт позволил создать архитектуру ESA/370, а затем ESA/390.

В 1990 г. были выпущены мэйнфреймы семейства 390, которые, как и все предыдущие модели этих семейств, поддерживали совместимость приложений "снизу-вверх". В 1995 г. появились серверы S/390 Parallel Enterprise Server.

К концу 70-х годов на компьютерном рынке сложилась довольно неприятная для IBM ситуация. В 80-х годах руководство корпорации IBM (Джон Опель, президент с 1981 г., затем Джон Эйкерс, президент с 1985 г.) задалось целью максимально снизить издержки на производство мэйнфреймов, для чего потребовалось строительство новых заводов и 510 млрд. долл. вложений ежегодно. Но главное - "производство с минимальными издержками", противоречило принципу "обслуживание потребителей". Строительство заводов заняло несколько лет, и IBM вкладывала огромные средства, имея в виду продукцию с длительным жизненным циклом. Однако к тому времени колебания конъюнктуры на рынке увеличились, а жизненный цикл продукции сократился до трех лет. Так IBM попала в хронический финансовый кризис.

В 1980 г. руководство компании приняло, как выяснилось потом, судьбоносное решение о разработке недорогого персонального компьютера (ПК), и 13 августа следующего года представило IBM 150 Personal Computer, машину, вошедшую в историю как IBM PC. Ее разработку выполнила группа из 12 инженеров IBM под руководством Вильяма Си Лоува. В IBM PC были использованы разработки других фирм: микропроцессор i8088 корпорации Intel, операционная система DOS корпорации Microsoft. Хотя архитектуру ПК сейчас называют Wintel (Windows + Intel), все равно IBM PC стала де-факто мировым стандартом. Объявленная базовая цена составляла $1565. Официальная презентация IBM PC состоялась 12 сентября 1981 г. в Нью-Йорке.

Продажи были начаты в октябре 1981 г., и уже к концу года было продано более 35 тыс. машин, а в течение первого года выпуска - 136 тыс. Пять лет спустя выпуск ПК достиг 3 млн. штук. За последние 15 лет в США было куплено ПК больше, чем автомобилей. Надо отметить, что IBM не была первой компанией, понявшей роль персональных компьютеров. За пять лет до появления IBM 5150 РС первый ПК был сделан "в гараже" Д. Возняком и С. Джобсом, основателями фирмы Apple Computer.

Машина была реализована в открытой архитектуре, которая допускала ее клонирование. Клоны IBM PC начали появляться уже в 1982 г. Таким образом, на становлении феномена персонального компьютера в мире сыграли роль прежде всего производственная мощь корпорации IBM и грамотная научно-техническая и маркетинговая политика.

"Я был уверен, что машина хороша, но не ожидал такого эффекта. Мы настраивались на успех, но не на триумф", - вспоминал Дейв Брэдли, один из основных разработчиков IBM PC.

В конце 70-х годов IBM перешла к распределенной обработке данных. Этот шаг связан с именем Фрэнка Кэри, президента корпорации с 1974 г. Современную корпорацию IBM считают "наследием" Ф. Кэри так же, как и "наследием" старшего и младшего Уотсонов.

В 1980 г. в исследовательском центре им. Томаса Дж. Уотсона был создан IBM 801 Minicomputer - первый компьютер, оснащенный прототипом RISC-процессора. Руководитель проекта IBM 801 Джон Кок был одним из авторов концепции RISC-архитектуры.

Появление IBM 801 ускорило завершение проекта America Project, целью которого было создание компьютера с суперскалярной архитектурой, позволяющей выполнять параллельно несколько команд на независимых функциональных устройствах в отличие от традиционных машин, выполняющих по одной команде за машинный цикл. America Project продемонстрировал, что суперскалярная машина, построенная на серийных КМОП-микросхемах, способна достигать производительности, сравнимой с производительностью тогдашних суперкомпьютеров. Следующее поколение суперскалярной RISC-технологии, разработанное IBM к концу 80-х годов, - архитектура POWER (Performance Optimization with Enhanced RISC). В начале 1990 г. успешно дебютировала серия RISC System/6000. Тогда же для IBM RS/6000 была представлена версия операционной системы Unix, названная AIX Version 3.

В 1990 г. IBM продала 25 тыс. компьютеров RS/6000. К концу того же года объем нового бизнеса IBM достиг 1 млрд. долл. Представляя RS/6000, Джек Кюхлер, президент корпорации IBM, сказал тогда:

"Я уверен, что февральский анонс стал одним из самых ярких событий за всю историю существования IBM. Мне кажется, что мы не до конца представляем себе, насколько сильно и глубоко RISC System/6000 изменила нашу компанию". За 10 лет, прошедших с того времени, IBM продала свыше 1 млн. RISC-систем.

В 1988 г. на мировом рынке появилось семейство IBM AS/400, применяемое в качестве серверов баз данных, серверов банковских транзакций и т. п. Оно было предназначено для решения задач обработки данных в банковских структурах, организациях здравоохранения и на промышленных предприятиях.

AS/400 лидирует по числу реализаций систем планирования ресурсов предприятия (ERP-систем) на базе этой платформы. Например, ERP-система PRMS, разработанная компанией Computer Associates International, предустанавливается на AS/400. Сама IBM на основе AS/400 создала платежную систему IBM Payment Server, в которой реализован стандарт SET для защиты информации. В России на базе AS/400 компанией R-Style Software Lab разработана автоматизированная банковская система RS - Bank/400.

Впервые в мировой практике все аппаратные и программные компоненты семейства были сделаны 64-разрядными: RISC-процессор POWER PC AS, операционная система OS /400, СУБД и приложения.

Для информационных систем различного назначения AS/400 обеспечивает весьма высокий уровень масштабируемости - от единиц до нескольких тысяч пользователей. А степень готовности кластерных конфигураций этой системы может достигать 99,999%.

Конфигурации серверов на базе AS/400 могут быть многопроцессорными. Причем 24-процессорный сервер AS/400 опережает по производительности 64-процессорную систему фирмы Sun Microsystems, т. е. AS/400 является в классе SMP-систем наиболее производительной.

За 10 лет было выпущено 600 тыс. штук AS/400. Только в 1998 г. объем продаж этой системы составил 4-5 млрд. долл.

За последние три года корпорация IBM существенно модернизировала AS/400, внедрив в нее новейшие достижения в области элементной базы и программного обеспечения. С начала 2000 г. серверы AS/400 изготавливаются на базе процессоров POWER PC нового поколения (Pulsar). Это первые серверы на микропроцессорах, выполненных по технологии "кремний-на-изоляторе" с медными межсоединениями.

В операционной системе OS/400 4.4, которая появилась в мае 1999 г., реализована технология логического разбиения вычислительных систем LPAR, ранее использовавшаяся лишь для мэйнфреймов S/390. ОС/400 4.4 поддерживает до 12 логических разделов (по одному процессору в каждом разделе). В ОС/400, начиная с версии 4.2, встроена виртуальная машина Java. Таким образом, перенос приложений Java на AS/400 производится теперь без изменений исходного кода.

Учитывая растущий интерес мирового сообщества к электронной коммерции, IBM предусмотрела реализацию на AS/400 приложений Lotus Domino и сервера приложений IBM Web Sphere, интегрирующего приложения систем класса "бизнес - бизнес" (B2B).

Научный руководитель направления AS/400 в корпорации IBM - доктор Фрэнк Солтис.

Корпорация IBM учитывала приверженность пользователей к мэйнфреймам из-за хорошо обкатанных приложений, развитых возможностей защиты данных, резервного копирования и восстановления после сбоев. Однако мэйнфреймы на биполярных микросхемах, обеспечивая быстродействие 60 MIPS на один процессор, требовали водяного охлаждения, слишком много электроэнергии, наличия специальных инженерных сооружений и больших площадей. На смену им IBM предложила мэйнфреймы на КМОП-процессорах, которые обходились потребителям на 70% дешевле. Существенно, что IBM удваивала производительность КМОП-мэйнфреймов каждые полтора года. За 10 лет сменилось пять поколений машин на базе КМОП, сейчас выпускаются System/390 G5. В конфигурации с 10 процессорами они способны выполнять до 900 млн. инструкций в секунду. Технология IBM S/390 Parallel Sysplex позволяет еще больше увеличить производительность. Неотъемлемой частью архитектуры кластеризации IBM Parallel Sysplex является технология объединения вычислительных систем, позволяющая нескольким компьютерам взаимодействовать с общим полем данных. При ее использовании коэффициент готовности системы достигает 99,999%.

Для балансировки распределения трафика между серверами, входящими в кластер Sysplex, корпорации IBM и Cisco Systems предлагают совместное программное обеспечение Generic Routing Encapsulation. Это один из результатов двухмиллиардного стратегического альянса двух корпораций.

На платформе S/390 доступны прикладные системы класса ERP компаний SAP, People Soft, Oracle, Baan. Сама IBM предлагает набор программных и аппаратных средств IBM Treasure Series for S/390 для создания хранилищ данных, механизмов поиска и анализа информации приложений SAP R/3 в СУБД DB2.

После выпуска S/390 G5 корпорации IBM удалось захватить 95% мирового рынка мэйнфреймов. В 2000 г. уже появилось их шестое поколение - S/390 G 6.

IBM продолжает оставаться лидером в области высокопроизводительных вычислительных систем. В последнем списке TOP 500 ей принадлежит 40% систем, 43% суммарной производительности и, главное, шесть из первых 10 суперкомпьютеров этого списка. В числе суперкомпьютеров IBM следует отметить шахматный компьютер IBM Deep Blue, который выиграл матч у чемпиона мира Г. Каспарова. В недалеком будущем IBM планирует по контракту с Министерством энергетики США создать IBM Blue Gene, предназначенный для решения научных задач - анализа структуры геномов и белков, моделирования земного климата. Его ожидаемая производительность - порядка одного петафлопа (т. е. в 80 раз больше, чем у самого производительного на сегодня мэйнфрейма) при стоимости 100 млн. долл.

Большинство достижений корпорации IBM получены благодаря повышенному вниманию к научным разработкам. С приходом на пост главы корпорации Лу Герстнера IBM стала тратить на науку значительно больше средств, чем ее конкуренты. Это обеспечило и долгосрочные исследования, и "научный конвейер" в целом.

Корпорация IBM является лидером по числу полученных и внедренных патентов. В 1997 г. она получила 1724 патента США. Из них 550 связаны с разработкой программ и 250 - с сетевыми технологиями.

Исследовательский центр IBM им. Томаса Дж. Уотсона, которым руководит вице-президент корпорации Пол Хорн, предложил отрасли следующие наиболее важные решения:

• дисковые накопители;
• динамическую оперативную память (30 лет назад был зарегистрирован патент IBM);
• реляционные СУБД (System R в конце 70-х годов, источник языка SQL, ставшего стандартом, и СУБД DB2, на которую продано 10 тыс. лицензий;
• RISC-процессоры (первый создан 20 лет назад, а недавно объявлен выпуск нового микропроцессора POWER PC с тактовой частотой 2 ГГц);
• технологии микроэлектроники: первая в мире микросхема с медной разводкой, суперчипы Cell с использованием технологии "кремний-на-диэлектрике" по проектным нормам <0,1 мкм. Эти технологии применяются при исследовании возможности создания компактного терафлопного компьютера, обладающего мощностью большей, чем у суперкомпьютера Deep Blue. На ближайшие два года объявлены планы создания принципиально нового транзистора в составе микросхем с тактовой частотой 100 ГГц;
• технологии высокотемпературной сверхпроводимости;
• сканирующий туннельный микроскоп;
• первую в мире криптографическую систему, которую, как предполагается, принципиально нельзя взломать.

Второй фактор успехов корпорации IBM - повышенное внимание к сфере услуг, включающей в себя: обслуживание техники, поставляемой корпорацией; поддержку программного обеспечения, управление проектами, консалтинг. Годовой оборот подразделения IBM Global Services составляет 33 млрд. долл., что обеспечивает третью часть всего дохода корпорации. Оно является крупнейшим системным интегратором. В перспективе - услуги в сфере создания информационных инфраструктур и систем электронного бизнеса. Мировой рынок услуг оценивается в 1 трлн. долл. Еще в 1994 г. Л. Герстнер говорил о том, что количество предложений на рынке услуг так велико, что доля IBM составляет всего лишь 9%. Поэтому в 2000 г. IBM и ее партнеры собирались вложить в эту сферу примерно 25 млрд. долл.

Третий фактор - изменение отношения к стандартизации. Ориентированная ранее на закрытые фирменные стандарты, корпорация IBM постепенно стала уделять внимание поддержке открытых стандартов и спецификаций.

Наконец, главный фактор: "Люди - самое большое достояние IBM". Эту идеологию корпорации провозгласил Т. Дж. Уотсон-младший. Конкретно она выражается в следующем:

• привлечение и удержание специалистов высшей квалификации;
• максимальное делегирование работникам полномочий;
• установление эффективных горизонтальных связей;
• смена вида работы сотрудниками каждые три года;
• поддержка корпоративной культуры.

Руководство IBM внимательно анализирует перспективы информационных технологий. Л. Герстнер говорит: "В настоящее время ИТ находятся на историческом перепутье. Такая ситуация возникает редко, с периодичностью примерно 20 лет. Сейчас ПК не более мертвы, чем мэйнфреймы (хотя об этом часто пишет пресса). Но перемены неизбежны. В качестве одного из главных инструментов деловой жизни общества придут информационные приборы, обеспечивающие доступ в Интернет. Их число в ближайшие несколько лет превысит число ПК. Еще несколько лет назад, когда Интернет рассматривался только как источник получения информации, IBM заговорила о грядущих изменениях в модели ведения бизнеса, которые принесет с собой стремительно разрастающаяся Сеть. В то время предсказания руководства IBM многим показались чересчур дерзкими". Теперь их надо реализовывать.

Серьезные изменения ожидаются также в сферах образования и здравоохранения. Кстати, уже в 2000 г. IBM стала лидером мирового рынка систем корпоративного электронного обучения. Более 500 компаний в 54 странах в течение одного года внедрили у себя системы электронного обучения IBM Mindspan Solutions, обеспечивающие планирование и разработку учебных курсов, их автоматизированное информационное наполнение, дистанционную доставку по сети Интернет. Используется в основном технология Lotus Learning Space.

Через 10 лет корпорация IBM отметит свое 100-летие. Десять лет для стремительно развивающейся области информационных технологий - срок большой. За это время можно ожидать крупных революционных сдвигов, особенно в областях ИТ, поддерживающих решение людьми сложных задач.

Сегодня главные проблемы - это построение систем, основанных на знаниях. Такие системы нуждаются в разработке программных средств для получения новых знаний на основе тех, которыми уже располагает система, в разработке средств автоматизации представления и обмена знаниями между людьми с помощью интегрированных информационно-телекоммуникационных систем, новых средств анализа и понимания текстов и изображений. Предстоит создание мощного семантического аппарата для структурирования знаний. Это задача, решить которую можно лишь объединенными усилиями мировых лидеров ИТ.

Поздравляя корпорацию IBM с 90-летием, хотелось бы выразить пожелание, чтобы и в этой области, чрезвычайно важной для будущего информационного общества, она заняла достойное место.

Статья опубликована в PC Week/RE №40, 2001 г., стр. 31.