di  -  venerdì 5 settembre 2008

Alpha

Le vacanze sono finite, l’estate è agli sgoccioli, ma dopotutto oggi è venerdì, il che significa che si riparte con la rubrica sulla nostalgia informatica, che oggi ci porterà ad esplorare un vero e proprio leitmotiv del nostro amato mondo informatico: l’architettura CPU Alpha di DEC.

Un’architettura leader prestazionale, messa fuori mercato da un management incompetente e da accordi commerciali spregiudicati, nel momento del suo massimo splendore – quando le CPU Alpha occupavano le posizioni n° 2 e 3 nella TOP 500.

Un’architettura che tra l’altro era candidata a sostituire la famiglia 68k nei Macintosh.

Nata nei laboratori Digital a fine anni ’80, per soppiantare l’ormai vetusta VAX, l’architettura Alpha, veniva così descritta così in una scheda sintetica diffusa sul newsgroup comp.arch nel Febbraio 1992:

WHAT IS ALPHA?

Alpha is a 64-bit RISC architecture, designed with particular emphasis on speed, multiple instruction issue, multiple processors, software migration from VAX VMS and MIPS ULTRIX, and long lifetime. The architects rejected any feature that did not appear to be usable for at least 25 years.

The first chip implementation runs at up to 200 MHz.  The speed of Alpha implementations is expected to scale up from this by at least a factor of 1000 over the next 25 years.

Il segmento di riferimento dell’architettura era quello server di fascia medio-alta e workstation di fascia alta, con prezzi che facilmente arrivavano a contarsi in decine di migliaia di dollari: un po’ come POWER di IBM o il molto successivo Merced di Intel, alias Itanium o Itanic che dir si voglia.

Per quanto poco contino i megahertz – come scopriremo dai benchmark,  spesso a sfavore di Alpha! –  nel 1992 nel mondo x86 l’hi-end era popolato da parti a 33-50 Mhz, coi primi DX2 che si affacciavano a quota 66: un terzo della frequenza dei primi Alpha. A colpire sono soprattutto le dichiarazioni relative alla longevità dell’architettura: almeno 25 anni, con una progressione nel ciclo di vita pari ad almeno 1000 volte le performance del primo modello.

Il gap prestazionale era imbarazzante, specialmente in ambito Floating Point, dove l’Alpha era in grado di stracciare letteralmente la concorrenza con performance raddoppiate se non triplicate rispetto al meglio dell’offerta x86 (da Wikipedia):

int-fp92

int-fp2k

Dal punto di vista del design, l’architettura RISC di Alpha viene ritenuta tuttora un punto di riferimento in quanto a efficienza e semplicità: agli antipodi rispetto al continuo “ingrasso” dei chip x86, che usano le estensioni – MMX, SSE, AMD64, 3dnow! etc. – per la maggior parte del “lavoro sporco”, mentre tutto il resto rimane ad occupare spazio, assorbire energia e produrre calore, primariamente per motivi di retrocompatibilità.

Dal punto di vista software, oltre a VMS ed Unix, su Alpha girava anche la prima versione di Windows NT a “64bit”, un ottimo potenziale volano per le CPU di Digital, su cui tra l’altro, tramite un emulatore (FX!32) era possibile far girare applicazioni Win32. Se davvero – come si credeva allora – l’architettura x86 di Intel fosse stata soppiantata da Alpha, anche Windows avrebbe potuto rimuovere Win32 dalle sue fondamenta, riservandone l’esecuzione ad un emulatore.

Avremmo oggi delle CPU meno assetate di watt e un Windows più snello? Difficile dirlo, specie se si considera che allora la versione consumer di Windows era saldamente ancorata ai 16bit e Alpha aveva costi proibitivi, ma qualche premessa sembrava esserci.

Come anticipato, malgrado prestazioni da riferimento e scalabilità assoluta, Alpha scomparve nel 2003-2005 dallo scenario tecnologico mondiale. Il primo enorme passo verso il fallimento, o per meglio dire la prima enorme serie di passi, fu compiuta in seno alla stessa Digital: il management, convinto che un buon prodotto si vendesse da solo, non destinava budget a marketing e pubblicità e manteneva prezzi elevatissimi, anche paragonati alle prestazioni di Alpha. Lasciò poi cadere l’accordo con Apple che avrebbe fatto di Alpha l’erede del 68k e in generale non credette mai al mercato potenziale dei personal computer, il che negli anni ’90 era semplicemente demenziale.

In conseguenza della malagestione dell’allora CEO Kenneth Olsen, nel 1998 Digital fu acquisita da Compaq. Anche la nuova gestione fallì nello stabilire una politica commerciale che facesse finalmente dell’architettura Alpha qualcosa di meno elitario, il che era tanto più grave considerando che, adottato Windows NT, Alpha da un lato andava a scontrarsi con workstation x86 dal costo irrisorio, dall’altro avrebbe potuto approdare al mondo PC.

Compaq invece – convinta della tenuta di Unix e OpenVMS in ambito business e coerentemente con un posizionamento esclusivamente professionale di Alpha – si tirò fuori dallo sviluppo di Windows NT, ottenendone in cambio la cancellazione di Windows 2000 per Alpha. Spariva in quei mesi anche il supporto di Microsoft alle piattaforme RISC concorrenti: da quel momento in poi x86 sarebbe stato per gli utenti Windows, l’unica scelta possibile, con l’eccezione del successivo Itanium.

La malagestione continuò a rallentare l’evoluzione della piattaforma, che manteneva comunque livelli di performance rispettabilissimi, finché, in conseguenza di alcuni dissesti finanziari, Compaq entrò nel mirino di HP – azienda solidamente legata ad Intel, che col gigante di Santa Clara partecipava allo sviluppo di IA-64, guardacaso un’architettura concorrente ad Alpha nel settore server e workstation high end.

Lunedì 25 Giugno 2001, Compaq annunciò di voler migrare tutte le soluzioni server da Alpha alla giovane e prestazionalmente debole architettura IA-64, alias Itanium. Poco dopo HP annunciò la sua intenzione di acquisire Compaq.

Le nuove generazioni di Alpha furono immediatamente cancellate e presto di quella straordinaria architettura rimase solo il ricordo. Il ricordo di una vera rivoluzione mancata, anzi, di una rivoluzione sepolta viva.

PS Contrariamente ai piani di HP-Intel, malgrado i loro massicci investimenti, a distanza di anni dalla messa fuori gioco di Alpha, Itanium è ancora ben lungi dal conquistare spazio nel settore high end. Resta relegato ad una minoranza, in un mercato dominato da sistemi x86 e architetture come POWER e Sparc.

15 Commenti »

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  • # 1
    Tommy
     scrive: 

    Complimenti per il cervello…
    Compaq e HP ma andate a fan…

  • # 2
    ally
     scrive: 

    Interessante articolo, resta solo da ricordare come la fortuna del K7 sia stata data anche dalle innovazioni derivanti dall’uso di un bus Alpha basato sul protocollo EV6 da 200Mhz prima e 266Mhz poi.

    Andrea

  • # 3
    codx
     scrive: 

    Certo che cancellare il supporto a Windows NT/2000 è stato come tirarsi la zappa sui piedi. Magari credevano anche che unix/linux avrebbero soppiantato windows… asd asd

  • # 4
    Alessio Di Domizio (Autore del post)
     scrive: 

    A parziale giustificazione della decizione di Compaq c’è il fatto che tempi della cancellazione del supporto a NT, la percentuale di sistemi Alpha su cui girava Windows era il 5%. D’altronde la popolarità complessiva di NT (comprese le workstation e i server x86) doveva suggerire decisioni molto diverse.

  • # 5
    John Foxx
     scrive: 

    Mi ricordo ancora le volte che sbavavo guardando gli assemblati Alpha sui volantini della Vobis! Quanto tempo è passato!!!

  • # 6
    MCMXC
     scrive: 

    …ed io che pensavo che i manager idioti fossero tutti alla Commodore…

  • # 7
    Anonimo
     scrive: 

    “…ed io che pensavo che i manager idioti fossero tutti alla Commodore…”

    Probabilmente anche da loro funziona come da noi. Il manager fa casino, manda in rovina la baracca, se ne va pure con una buona uscita milionaria (quando avrebbero dovuto attaccarlo ad una macina tipo antica Roma) e si ricicla presso la nuova vittima che di lì a poco finirà a vendere begonie

  • # 8
    Phil
     scrive: 

    Incredibile… addirittura peggio di IBM in merito alle decisioni sul PC… Ma negli USA quanti sono i manager che davvero ci capiscono???

  • # 9
    cionci
     scrive: 

    Ci sarebbe da ricordare, non solo il contributo per AMD con i link EV6 e EV7 (EV7 di fatto ha ispirato HyperTransport), ma anche il contributo di teste. I principali sviluppatori di Alpha si trasferirono appunto da Digital/Compaq ad AMD per sviluppare Athlon e Athlon 64. Non a caso le analogie fra le architettuture non si fermano solamente al link di comunicazione esterno, ma anche al numero e alla struttura interna delle unità di calcolo.

  • # 10
    cionci
     scrive: 

    Ah, mi dimenticavo anche delle analogie tra tipologia e struttura della cache (L2 esclusiva e L1 divisa fra istruzioni e codice).

  • # 11
    Alessio Di Domizio (Autore del post)
     scrive: 

    Molti ex alpha sono finiti anche in Intel, che adesso detiene il marchio e le relative proprietà intellettuali.
    Malgrado i numerosi contributi che parti della tecnologia Alpha hanno dato al resto del mondo, rimane sepolta l’architettura RISC di Alpha, un’ottima candidata a sostituire l’elefantiaca x86 e rivaleggiare con ARM in segmenti in cui x86 tuttora non riesce ad entrare.

  • # 12
    Andamus
     scrive: 

    Alla Intel finirono soprattutto gli ingenieri che avevano realizzato gli StrongARM (altra linea di cpu creata dalla Digital) e che Intel poi fece evolvere nei vari PXA destinati all’ambito embedded e per palmari ed inoltre si prese tutti gli studi sul Alpha 21464 (mai realizzato) che doveva implementare una sorta di smp on-chip dal quale è nato l’hyperthreading.
    Nella mia collezione ho un paio di prototipi di Alpha tra cui l’ultimo 21364, padre diretto del progetto “hammer” di AMD ….

  • # 13
    Giorgio
     scrive: 

    Menomale che certe filosofie forse sono trapassate in AMD, ai vertici di intel hp responsabili di queste assurdità per fini di lucro e per poi produrre processori monnezza ipercolmi di cose inutili…dovrebbere tagliare i c….uno ad uno finchè tutti non siano impossibilitati a…scusate i toni, ma quando c’è da inkazz…c’è da inkazz…

    Giorgio

  • # 14
    Flisi71
     scrive: 

    Le tabelline comparative da Wikipedia fotografano la situazione al 1995 e al 2000, MA per comprendere perchè ALPHA fu abbandonato può essere utile vedere le stesse tabelline AGGIORNATE al 2003-2004, cioè poco prima della sua “morte”:

    SPECint2000
    2.6GHz Athlon 64 FX-55 = 1854
    3.46GHz Pentium 4 Extreme Edition = 1772
    3.8GHz Pentium 4 Prescott = 1671
    2.4GHz Opteron 150 = 1655
    2.0GHz Pentium M 755 = 1541
    2.2GHz Athlon XP 3200+ = 1080

    1.6GHz Itanium 2 9MB = 1590

    1.25GHz Alpha 21264C = 928
    1.15GHz Alpha 21364 = 877

    SPECfp2000
    2.6GHz Athlon 64 FX-55 = 1782
    3.46GHz Pentium 4 Extreme Edition = 1724
    3.8GHz Pentium 4 Prescott = 1842
    2.4GHz Opteron 150 = 1644
    2.0GHz Pentium M 755 = 1088
    2.2GHz Athlon XP 3200+ = 982

    1.6GHz Itanium 2 9MB = 2712

    1.15GHz Alpha 21364 = 1482
    1.25GHz Alpha 21264C = 1365

    Le mirabolanti prestazioni non c’era più.

  • # 15
    Jena Plisskin
     scrive: 

    @Flisi71: considera che l’EV7 è nato quando ormai Digital era morente, ormai lo sviluppo era una chimera.

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