作者amidha (东岐明)
看板CSSE
标题[系统] 由Wintel到Universe作业系统架构
时间Tue Nov 2 12:03:19 2021
※ [本文转录自 VR 看板 #1XVjUQhR ]
作者: amidha (东岐明) 看板: VR
标题: Re: [问卦] Intel时代即将终结的未来可能?
时间: Mon Nov 1 01:51:18 2021
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基於Windows版认为〈Intel时代即将终结的未来可能〉此文关於未来电脑资讯科技走向
的说明,是与Windows无关;故而以下乃以〈Wintel架构到VR未来演进的路向探讨〉
为文,改以Windows的角度来简要说明这场未来即将发生的科技变革浪潮。
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〈Wintel架构到VR未来演进的路向探讨〉
现在电脑消费市场正面临两种变革,一是在硬体上系统整合晶片的制程变革,一是
在软体上VR相关科技的界面变革,前者将先导致硬体系统的竞合变革,後者将会导致
软体系统的竞合变革,两者相互将会导致未来软硬整合系统 Universe 架构的出现。
一. 硬体制程变革的浪潮影响
SoC(System on Chip)晶片系统(系统整合晶片),SiP(System in Package)系统封装
乃是早已存在的晶片制程科技,前者是将整个系统制作於同一晶片,後者是将多个晶片
封装为同一系统,两者所获好处都在可以增进运算效能及减低发热能耗,而前者又胜於
後者。以往因为晶片制程不够微缩尺度,因而必须将运算部件分离制作而有 CPU,GPU,
RAM,xPU,或种种其他功能的部件晶片,而以机板电路相连其间通讯。然而随着晶片运算
效能日渐提昇,晶片外部电路传输逐渐形成效能瓶颈与热耗来源,所以随着晶片制程微
缩尺度成熟跨越容量障碍,将所有运算部件以SoC及SiP而整体封装为一系统是最能增长
效能与减低热耗的有效方法。当前Apple M1系列崛起正是此类成果,而其他厂商也纷纷
走向SoC+SiP的制程发展,Intel亦不例外;因为硬体制作再不走向系统晶片封装,将来
在市场上也就难以与之竞争。
主流硬体厂商群起走向SoC+SiP时,将会导致硬体市场发生两种面向的激烈竞合。一是发
行晶片的硬体厂商必然要竞争整合角色,都要发行 UPU(Universal Processing Unit)以
取代原有运算部件的整体功能;譬如原主CPU的Intel、以及原主GPU的Nvidia都要发行各
自UPU时,就必然会在市场上发生直接竞争冲突,更不用说还有在晶片代工厂商基础下必
须进军UPU以求生存的其他种种厂商。二是原有藉由组装种种晶片至主机板的电脑厂商,
将会在UPU整合几乎所有运算功能下,不再需要复杂机板电路结构而缩减利润,甚至缩减
市场(因为发行晶片厂商在激烈竞争下也可能会自行发展品牌电脑)。
然而在各硬体厂商纷纷走向SoC+SiP的潮流下,原有开放统一的Wintel架构也就必然走向
变局,需要有新的软硬整合架构来维系使用者环境的统一开放;而此潮流冲激下,若不
能适应变局,Intel未必能保持原有在运算晶片上的科技霸业地位。
二. 软体界面变革的浪潮影响
随着当前晶片制程进展的运算效能强大与记忆体量扩增,影响导致两项重大界面变
革有效可行:一是VR虚拟实境Virtual Reality、二是VM虚拟机器Virtual Machine
。两者皆会引发原有作业系统演进(如Windows)的断层代沟:VR是必须提供不同於旧有
2D使用界面的3D使用界面,就像以前MS-DOS文字界面要走向Windows图形界面的断代
进展;VM是可以提供承接旧系统及其软体的应用,而这会影响到使用旧系统资源不再
必然需要特别针对的软硬体来提供相容支援(因为可以藉由VM提供模拟支援)。如此
在VR发展与VM支援下,新作业系统未必需要直接承继旧作业系统;也就是说在此作
业系统演化即将发生的断代变局下,Microsoft Windows未必能保持原有在大众消费市场
主机作业系统上的科技霸业地位,是会面临其他系统竞争取代的危机。
其次随着晶片功能集成与VM编译效能的考量影响,旧有CISC架构是不利於集成晶片功
能与VM编译效能;尤其Intel指令集还必须提供以往旧指令集的相容性,更是不利。
藉由运算效能强大与记忆体量扩增,VM编译效能可以RISC更有效模拟种种系统而提供
更广泛的相容性,不但提供旧系统之相容,也可提供未来开放系统之有效相容。在此因
素下,Intel 未来必须转换旧CISC架构到新RISC架构(两者可以相容转译来承续),才
可能继续竞争於未来市场;然而Intel转换到RISC後,也就不再具有运算架构的原有独占
优势,从而更是面临危机。
三. 软硬整合系统的开放统一
现今Apple在其自家软硬整合的主机系统上,开始转用其自行设计的M系列晶片。
然而原本Wintel架构下的开放系统,面对前述软硬体向的共至变局,并不容易达成统一
整合共识,尤其在UPU运算势必各自发展下,硬体厂商将会各出UPU竞争。而现今较有能
力提出未来软硬整合开放系统的厂商有三:一是现今主机系统霸主Windows的Microsoft
,二是现今手机系统霸主Android的Google,三是现今GPU系统霸主的Nvidia;但还
是以Windows最有传统实力,故就以Windows继续跨代演进来说明 Universe 开放架构。
(设名Universe是为纪念Unix,及相关Nvidia的Omniverse及FB/Meta/的Metaverse)
(而且字首Uni代表「唯一」之义,可引申指称「合而为一」的统一意涵)
Program. ** ** *** *** ******
── ── ─── ─── ────── ──────
Shell VR AR Pointer Touch VMtranspile. [Other OS]
Reality Windows /console/
─────────────────────────────────────
软体整合基础 Universal Foundation(UF)for VM
─────────────────────────────────────
硬体整合系统 Universal Processing Unit(UPU)
─────────────────────────────────────
在此架构下,原有Windows界面将成为Universe中的2D图形界面,直接提供原有Windows
软体相容;而未来VR及AR将在Reality界面下运作,构成未来3D虚拟世界运作的基
础界面。UF将会影响并规范UPU的设计,最符合UF规范的UPU也就会成为最适
VM的硬体基础,就是最容易转译不同运算的UPU;而此一最易转译其他运算的UPU
也就最易成为UPU指令架构的优势者(这应该会是某种RISC架构)。
所以Microsoft若会承续Windows的传统霸权,大致将会以此Universe架构走向VR发展,
及以VM转译而维持在不同UPU硬体下的软体相容;譬如Intel与Nvidia各有其UPU
,但都使用由Windows发展的Universe架构,而於两者运算上发展的软体也可以透过VM
转译而相容。而Universe架构的UF,则是可以开放原始码提供UPU厂商自行制作,
或还是完全由微软配合不同UPU厂商发展。
若是Windows未来无法继续承接主机系统的传统霸权,应该就是Universe架构的作业系统
由其他厂商先行发展成功(或也有可能源自学界,就像Google来自学生研究,Unix来自
实验室人员开发),可以VM模拟Windows运作而相容旧软体,而许多UPU硬体厂商也
纷纷走向支援此一新作业系统,从而造成微软在此断代变局下失去传统优势。
四. 後记
以上简要短论,缘由个人探讨为何微软不愿支援苹果M1晶片,通过对於最近各家
厂商发展动向,进而得出未来电脑科技将会走向软硬整合Universe架构的结论。此波资
讯科技浪潮将会重新洗牌业界厂商,就像四十多年前CPU晶片浪潮卷落许多传统优势
厂商(如当年强大的IBM霸权就此衰落),UPU及Universe架构所相关的断代跃昇
发展,也将会冲倒许多现今的优势厂商。若要更多相关探讨当今业界资料,可见於相关
前述讨论在VR版或八卦版的〈Intel时代即将终结的未来可能?〉
谨此为文,特以警醒科技变局将至,非必正确无误;若以妄见,但值一笑!
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东海岐居 淑世明道 狂知狷行 浪游混迹
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
※ 转录者: amidha (111.243.9.248 台湾), 11/02/2021 12:03:19
此版为电脑科学专版,所以相关此文的前串讨论大多涉及业界事务,就不转过来。
以下再简单说明一些关於 Universe 系统架构的学术概念。
Universe系统架构是电脑作业系统的终极架构,这是因为两点:
一是受限於人类感官空间维度限制下的使用者界面已达最高VR的3D界面。
二是根植於资讯交换互通下软硬体结构的最终VM模拟功能。
其实就是随着 Turing Machine 运算方式的电脑软硬体效能不断扩增,
最终Turing电脑系统会趋向达到人机界面的完整感官体验及软硬体整合的共通系统平台。
人机界面趋向完整感官体验,就是相关VR(Vitual Reality)。
软硬体整合的系统共通,就是相关VM(Vitual Machine)。
VR是Shell界面问题,较为无关系统,在此就不多谈。
VM在UF的规范架构,需结合UPU运算架构,可使不同硬体系统相互转译指令码。
指令码转译(Transpile)及VM模拟,可让Universe模拟运行其他不同的软硬体系统。
Universe架构设想,是在为未来的软硬体整合系统,提供某种开放统一的平台规范。
※ 编辑: amidha (111.243.9.248 台湾), 11/02/2021 13:10:20
1F:嘘 hizuki: 不懂不要瞎编 11/09 12:50