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英特尔是如何削弱标准机构为我们提供PCI连接器?
2024/5/22 10:14:16    
这篇文章的一个版本最初出现在Ernie Smith的时事通讯Tedium上,该通讯旨在寻找长尾的尽头。

在过去的四十年里,个人计算发生了很大的变化,其中最大的变化之一,也许是最不为人知的变化,可归结为兼容性。如今,你一般不能通过插入电脑不支持的操纵杆来炒电脑。简单地说,标准化慢慢地解决了这个问题。基础标准的一个最好例子是外设部件互连(PCI),它出现在20世纪90年代初,30年前的今年出现在10年前的一些最早的消费类计算机中。直到今天,PCI插槽还被用来通过传输数据和控制信号的总线将网卡、声卡、磁盘控制器和其他外围设备连接到计算机主板上。PCI的教训逐渐形成了其他标准,如USB,并最终使计算机不那么令人沮丧。那么我们是怎么得到它的呢?通过一瞬间的巧妙欺骗。


拥抱标准:计算产业给自己的礼物


在20世纪80年代,当你使用Apple II或Commodore 64或MS-DOS机器时,你基本上被锁定在一个生态系统中。软盘经常不兼容。这些外设不能跨平台工作。如果你想在20世纪80年代销售硬件,你就只能为同一款设备生产多个版本。

例如,KoalaPad是20世纪80年代初在许多平台上销售的常见绘图工具,包括Atari 800、Apple II、TRS-80、Commodore 64和IBM PC。它在每个平台上基本上都是相同的设备,然而,考拉平板电脑的制造商考拉科技公司不得不制造五种不同版本的设备,采用五种不同的制造工艺、五种不同的连接器、五种不同的软件包和大量的开销。这是一种浪费,使硬件制造商的成本更高,并增加了消费者的困惑。

这种情况在1982年左右开始慢慢改变,当时IBM个人电脑克隆产品市场开始起飞。这是一个令人高兴的意外——IBM决定为其PC使用一系列现成的组件,意外地将它们变成了事实上的标准。渐渐地,计算平台变得越来越难以成为孤岛。即使当IBM自己试图在其PS/2系列中销售一系列专有标准产品而失败时,它也不起作用。猫已经从袋子里出来了。已经太晚了。

那么,我们是如何制定出今天的标准,尤其是PCI扩展卡标准的呢?PCI并不是唯一的游戏——例如,你可以说如果事情以不同的方式进行,我们都会使用NuBus或微通道架构。但这似乎是一个长期的标准,远远超过了那个时代的其他竞争标准。

谁负责领导这项标准?英特尔。虽然PCI是一项跨平台技术,但事实证明,这是这家芯片制造商巩固其在个人电脑市场上的权力的一项重要战略,当时IBM已经放弃了油门,选择专注于自己的PowerPC架构和ThinkPad等更窄的产品,不再塑造个人电脑的架构。

PCI的愿景很简单:互连标准并不局限于一条处理器线或一条总线。但是不要把标准化误认为是合作。PCI是一枚棋子——与PC制造商玩的游戏不同的游戏的一部分。


英特尔如何在为我们提供关键技术的道路上摧毁一个标准机构


视频电子标准协会(VESA)可能是当今最著名的计算机显示器安装系统和DisplayPort技术。但在20世纪90年代初,它正在研究一种以视频为中心的内部总线的继任者,这种总线广泛用于IBM PC克隆产品中。

总线是让CPU与内部和外部外围设备进行通信的物理线路,它是计算的基础,但在错误的设置下,它是一个瓶颈。ISA扩展卡插槽在20世纪80年代已经成为事实上的标准,在第一个十年中为IBM个人电脑克隆市场提供了一些基础。但到20世纪90年代初,对于高带宽应用,尤其是视频应用,它阻碍了创新。即使在它从一次能处理8位数据升级到16位之后,它的速度还是跟不上。

这就是VESA本地总线(VL总线)发挥作用的地方。该标准只适用于视频卡,提供了更快的连接速度,可以处理32位数据。它的目标是超级VGA标准,在Windows终于开始在市场上站稳脚跟时,该标准提供了更高的分辨率(高达1280 x 1024像素)和更丰富的色彩。为了克服ISA总线的局限性,显卡和主板制造商开始在专有接口上进行合作,形成了一系列不兼容的图形总线。围绕Super VGA缺乏一致的体验导致了VESA的形成。新的VESA插槽试图解决这一问题,该插槽通过一个额外的32位视频专用连接器扩展了现有的16位ISA总线。

这并不是一个巨大的飞跃——更像是通往更好图形的权宜之计。

看起来英特尔要去VL总线。但有一个问题——英特尔实际上没有感觉到这一点,英特尔没有向支持VESA标准机构的公司明确表明这一点,直到他们做出反应时已经太晚了。

到目前为止,几乎所有人都预计VESA所谓的VL总线技术将成为制造本土总线产品的标准。但是,就在VESA计划宣布其成果的两周前,英特尔表示将不再支持该技术,这让VESA当地总线委员会感到震惊。在发给VESA当地总线委员会官员的一封信中,英特尔表示支持VESA的本地总线技术“不再符合英特尔的最佳利益。”有消息称,该公司还建议VESA和英特尔合作,将这一决定可能给媒体带来的负面影响降至最低。

祝你好运,英特尔。因为现在英特尔计划宣布一个竞争团体,其中包括IBM、康柏、NCR和DEC等硬件巨头,客户和投资者(是的,还有媒体)会想知道世界上到底发生了什么。

毫不奇怪,为VESA工作的人感到受伤、困惑和愤怒。“这是一场政治噩梦。我们对他们这样做感到非常惊讶,”委员会主席、VESA成员Tseng Labs的产品经理罗恩·麦凯布说。“我们仍然会赚钱,英特尔也仍然会赚钱,但现在不是一个标准,而是两个标准。而最终受伤的是顾客。”

但是英特尔看到了一个在计算机行业留下印记的机会。这个机会是以PCI的形式出现的,这是该公司的英特尔架构实验室在1990年左右开始开发的一项技术,比VESA遭到致命拒绝早两年。本质上,英特尔一直在标准方面左右逢源。


为什么选择PCI


为什么要做出如此艰难的转变,突然搞垮一个值得信赖的行业标准机构?除了想在标准上留下自己的印记,英特尔还看到了一个机会来构建更经得起未来考验的东西;这不仅有利于显卡,而且有利于机器中的每个扩展卡。

John R. Quinn 1992年在《个人电脑杂志》上写道:

英特尔的PCI总线规范要求外围芯片制造商做更多的工作,但在理论上比VL总线有几个优势。首先,该规范允许多达十个外设在PCI总线上工作(包括PCI控制器和一个可选的ISA、EISA或MCA扩展总线控制器)。它也被限制为33MHz,但它允许PCI控制器使用32位或64位数据连接到CPU。

此外,PCI规范允许CPU与总线控制外设同时运行,这是未来多媒体任务的必要功能。英特尔的方法允许完全突发的读写模式(英特尔的486只允许突发读取)。

从本质上讲,PCI架构是一个CPU到本地的总线桥,带有FIFO(先进先出)缓冲区。英特尔称其为“中间”总线,因为它旨在将CPU与扩展总线分离,同时保持与外围设备的33 MHz 32位路径。通过采用这种方法,PCI控制器使CPU和PCI外设之间的读写排队成为可能。理论上,这将使制造商能够为几代CPU使用单一主板设计。这也意味着PCI接口和外围芯片需要更复杂的控制器逻辑。

换句话说,VESA为下一代图形卡提出了一个稍快的总线标准,其速度足以满足英特尔最近i486微处理器用户的需求。英特尔提出了一个旨在重塑未来十年计算的界面,该界面将让其竞争对手使用。这种总线将允许人们跨代升级处理器,而无需升级主板。英特尔带来了一把枪,并在短时间内使整个关于VL总线的辩论显得无关紧要。

结果是,无论VESA的人有多恼火,英特尔都通过创建最终将赢得下一代计算机的开放标准巩固了自己的权力。当然,英特尔允许其他公司使用PCI标准,甚至包括像苹果这样在CPU方面没有直接与英特尔合作的公司。但是,英特尔通过推出PCI,突然使自己与整个下一代计算机行业相关联,从而确保了它在硬件领域的第二个立足点。事实证明,“Intel Inside”营销标签并不仅限于处理器。

英特尔推出PCI的影响仍然存在。32年后,PCI成为主要消费标准,我们仍然在现代计算设备中使用PCI衍生产品。


PCI和其他标准


将PCI及其继任者PCI express视为英特尔保持其在个人电脑行业主导地位的一种方式,而不是将我们使用的外围设备与我们的计算机连接起来的方式,凸显了标准化的迷人之处。

事实证明,英特尔在20世纪90年代对计算领域最大的投资可能不是奔腾芯片组,而是对英特尔架构实验室的投资。英特尔架构实验室致力于解决令消费者和制造商失望的问题,从而悄悄地让整个计算行业变得更好。

本质上,随着IBM开始将目光从它在此期间无意建立的巨大克隆市场上移开,英特尔利用标准化来填补这一空白。它运行得相当好,并使该公司成为CPU之外的计算机硬件的一部分。事实上,您日常使用的设备(英特尔没有参与创建)已经从该公司的标准工作中受益匪浅。如果你曾经使用过带有USB或蓝牙连接的设备,你可以为此感谢英特尔。


与微软的合作


20世纪90年代英特尔架构实验室主任Craig Kinnie在1995年与微软就PC平台的3D图形架构达成协议时说,这是最好的。“对我们来说,重要的是我们朝着同一个方向前进,”他说。“我们现在正致力于走融合之路。”

那是关于与微软的合作。但实际上,这是英特尔几十年来的一贯做法——对技术领域有利的事情对英特尔也有利。英特尔开发或发明的创新——如Thunderbolt、超极本和Next Unit computer(nuc)——极大地改变了我们购买和使用计算机的方式。

尽管摩尔定律被认为是英特尔成功背后的驱动因素,但真实的故事可能是其纯粹的养猫能力。建立标准的公司建立行业。尽管英特尔面临着来自ARM、苹果和AMD等领先处理器厂商的日益激烈的竞争,但只要它不忽视标准在其成功中发挥的作用,它可能只会再坚持几年。

具有讽刺意味的是,英特尔推动标准的连胜,现在已经超过30年,可能都是从它决定退出标准机构的那一天开始的。查询进一步信息,请访问官方网站https://spectrum.ieee.org/intel-pci-history。(Donna Zhang, 张底剪报)
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