Die IBM POWER-Prozessorarchitektur ist mittlerweile über 30 Jahre alt. Obwohl es im Februar 1990 mit einem Closed-Source-Betriebssystem und Closed-Source-Anwendungen auf den Markt kam, wurde es nach und nach Open Source. Kurz nach dem Start wurde ich ein POWER-Benutzer und nur zwei Jahre später ein Open-Source-Benutzer und Mitwirkender.
Dieser Artikel bietet eine subjektive Geschichte von POWER und Open Source aus der Sicht eines Open-Source-Entwicklers, skizziert einige Trends und Schlussfolgerungen und gibt einen Ausblick auf die Zukunft. Es basiert auf meinem Vortrag auf dem jährlichen OpenPOWER North America Summit, bei dem ich darauf abzielte, die Bedeutung von Hardware der Desktop-/Workstation-Klasse aufzuzeigen, die Entwicklern zur Verfügung steht. In diesem Artikel werde ich einige zusätzliche Themen behandeln, einschließlich Cloud-Ressourcen, die POWER-Entwicklern zur Verfügung stehen, sowie einen Einblick in die Produkte und Technologien, die sich in der Entwicklung befinden.
Die Geschichte von POWER
Das Folgende ist eine subjektive Geschichte von POWER. Obwohl ich versuche, objektiv zu bleiben, basiert es stark darauf, wie ich POWER und Open Source über fast drei Jahrzehnte hinweg erlebt habe.
Die frühen Jahre
Meine erste Begegnung mit POWER geschah 1992 am Dartmouth College. Ich hatte Fernzugriff auf RS/6000-Systeme, mit denen ich grundlegendes Shell-Scripting und das Verlassen des Vi-Texteditors lernte. Dies waren die schnellsten Maschinen, auf die ich Zugriff hatte – und auch ein bisschen mysteriös für jemanden, der zuvor nur DOS und Mac OS verwendet hatte. Ich muss zugeben, Anfang der Neunziger war mir noch nicht bewusst, ob ich Closed- oder Open-Source-Software verwende.
Ich wurde 1994 auf Open Source aufmerksam, als ich in Ungarn an die Universität ging. Ich wurde zuerst FreeBSD-Benutzer und betrieb innerhalb weniger Monate den ersten Linux-Server der Fakultät und den ersten Webserver der Universität. 1996 wurde ich SUSE Linux-Tester und Mitwirkender. Ungefähr zu dieser Zeit half ich einem meiner Universitätsfreunde, Linux auf der PowerPC (PPC)-Beschleunigerkarte in seinem Amiga zu booten. Wir haben den PPC-Kernel auf meinem x86-Linux-Server crosskompiliert.
Jahrhundertwende
Als die 2000er Jahre anbrachen, wurde ich Praktikant bei einem großen ungarischen Systemintegrator. In Kenntnis meines Unix/Open-Source-Hintergrunds ließen sie mich an RS/6000-Installationen teilnehmen. Alle diese Systeme liefen unter AIX, einem Closed-Source-Unix-Betriebssystem, aber Kunden, die auch Linux/FreeBSD verwendeten, wollten, dass ihre Lieblingsanwendungen auf AIX laufen.
In diesen Anfangsjahren waren Open-Source-Anwendungen für AIX nicht in gebrauchsfertiger, paketierter Form verfügbar. Meine Aufgabe war es, Open-Source-Anwendungen aus dem Quellcode zu kompilieren und die Erstkonfiguration vorzunehmen. Während meines Praktikums half ich bei der Installation des damals leistungsstärksten Systems in Ungarn:ein RS/6000-System, größer als ein Kühlschrank, mit viel CPU-Leistung, RAM und Speicher. Es unterstützte Tausende von Studenten und Forschern an einer Universität.
Gegen Ende meines Praktikums installierte ich Linux auf einer Ersatz-POWER-Workstation. Es funktionierte, aber im Vergleich zu AIX war es immer noch sehr eingeschränkt.
Nach meinem Praktikum habe ich POWER und Linux auf POWER genau verfolgt. Viele Open-Source-Entwickler kauften gebrauchte PowerMac- und IBM-POWER-Boxen als Entwickler-Workstations. Die meisten von ihnen waren einfach nur neugierig und nutzten die Computer eher für Hobbys als für irgendetwas, was wirtschaftlich machbar wäre. Einige Leute haben jedoch bereits Anfang der 2000er Jahre Open-Source-Datenbankserver unter Linux auf POWER in der Produktion ausgeführt.
Die Genesi-Jahre
2004, während meines letzten Jahres an der Universität, war ich auf der Suche nach einem neuen Desktop. Da ich einen Abschluss in Umweltingenieurwesen habe, wollte ich, dass diese Maschine energieeffizient ist, nicht nur schnell. Für einen Studenten war ein neuer PowerMac zu teuer. Zu diesem Zeitpunkt erfuhr ich von Pegasos, der PowerPC-Workstation von Genesi. Das Unternehmen hatte ein Entwicklerprogramm, das qualifizierten Open-Source-Entwicklern Pegasos-Maschinen kostenlos zur Verfügung stellte, also habe ich mich für eines beworben, um SUSE-Tests auf POWER (anstelle von x86) fortzusetzen.
Ein paar Wochen später führte ich openSUSE auf Pegasos aus. Und ein paar Monate später, als mein PhD-Programm abrupt endete, fing ich an, für Genesi am Linux-Support zu arbeiten. Während ich alles rund um Linux getestet habe, lag mein Fokus auf openSUSE. Sie können immer noch Spuren meiner Arbeit im Wiki von openSUSE finden.
Hier begann ich meine Karriere in der Open-Source-Community, indem ich an PowerDeveloper.org teilnahm und moderierte, einem Forum für Open-Source-Benutzer und -Entwickler auf POWER. Während sich diese Seite hauptsächlich auf die Desktop-Seite konzentrierte, habe ich ein paar Jahre später die gleiche Arbeit auf Power.org gemacht und mich mehr auf die High-End-Server-Seite konzentriert.
Natürlich kauften die Leute Genesi-Workstations nicht nur, um für POWER zu entwickeln. Entwickler fingen an, die neuesten PowerMacs für die Linux-Entwicklung zu kaufen. Und immer mehr IBM POWER-Server liefen von Anfang an unter Linux mit einem vollständig Open-Source-Stack. Altivec-Optimierungen, die bei Genesi für Linux entwickelt wurden, halfen nicht nur der Desktop-Welt, sondern auch Servern und High-Performance-Computing.
Eine Störung in der Kraft
2005 beschloss Apple, von POWER auf Intel-CPUs umzusteigen. Bald darauf stellte Freescale (der Entwickler von G4 POWER-CPUs, die in Apple-Maschinen verwendet werden) die Entwicklung generischer POWER-CPUs ein und konzentrierte sich auf netzwerkbezogene Produkte. Es gab Hoffnung in Form von PA Semi, die an einer sehr vielversprechenden neuen POWER-CPU arbeiteten. Leider kaufte Apple das Unternehmen und leitete die Ingenieure um, um an ARM-basierten Chips der A-Serie zu arbeiten, die das iPhone und iPad mit Strom versorgten und bald die Macintosh-Produktlinie antreiben würden. Bald gab Genesi auch POWER auf.
Viele Entwickler verwendeten POWER weiterhin auf dem Desktop. Aber als selbst die neuesten PowerMac-Maschinen alt wurden und von x86 abgehängt wurden, verließen die meisten Entwickler die Plattform. Obwohl die Plattform die meisten ihrer Open-Source-Entwickler verlor, gewann Open-Source-Software noch mehr Benutzer auf der POWER-Serverseite. Anstelle von AIX wurden die meisten POWER-Server mit Linux verkauft. Sogar kommerzielle Anwendungen wie SAP Hana tauchten unter Linux auf POWER auf.
Eine neue Hoffnung
Als Raptor Computing Systems seinen Plan ankündigte, an einer POWER8-Workstation zu arbeiten, war jeder in der POWER-Welt begeistert. Fast ein Jahrzehnt lang war POWER nur auf High-End-Servern, nicht aber auf Workstations verfügbar. Schließlich kündigte Raptor 2017 sein erstes Produkt an, das Talos II-Board mit zwei Sockeln, das auf POWER9 basiert. Es folgte das kleinere, günstigere Blackbird-Board mit einem Sockel.
Die Raptor-Workstations sind nicht billig, aber immer noch viel günstiger als IBM POWER-basierte Server. Und sie sind vollständig offen – nicht nur das Betriebssystem und die darauf laufende Software, sondern auch die Firmware und der Befehlssatz. Seitdem diese Workstations verfügbar wurden, kehren viele POWER-Entwickler zur Plattform zurück.
Einige andere Fakten
Hier sind ein paar interessante Fakten, die nicht direkt mit Open Source zu tun haben:
- POWER ist die CPU Nr. 1, die bei der Erforschung des Mars verwendet wird.
- POWER war bis vor kurzem auf Platz 1 und 2 der Top500-Liste der Supercomputer und hält immer noch eine Reihe prominenter Plätze. Mindestens genauso wichtig für mich sind diese Systeme auch auf der Green500-Liste, bezogen auf die Energieeffizienz, auf den ersten Plätzen.
- Kurz nach dem Erscheinen von POWER 9 im Jahr 2017 habe ich syslog-ng (die Software, mit der ich arbeite) auf einer Reihe verschiedener Systeme und Plattformen getestet. Damals lief syslog-ng auf einer POWER 9-Workstation 1,5-mal schneller als auf allen ARM- und Intel-Servern, auf die ich Zugriff hatte.
Was das bedeutet
Wenn ich auf diese Geschichte zurückblicke, sehe ich zwei Haupttrends und Schlussfolgerungen.
POWER hat Open Source angenommen
Ursprünglich startete POWER mit einem Closed-Source-Betriebssystem mit Closed-Source-Anwendungen darüber. Später erschienen Open-Source-Anwendungen auf AIX. Schließlich wurden Linux und andere Open-Source-Betriebssysteme auf POWER portiert, wodurch ein vollständiger Open-Source-Stack bereitgestellt wurde. Im Laufe der Zeit reifte Linux und ersetzte AIX auf den meisten POWER-Servern. Kürzlich wurde es durch die Möglichkeit, im Little-Endian-Modus (anstelle von Big-Endian) zu laufen, einfacher, Software auf die Plattform zu portieren. Kommerzielle Anwendungen, die eine hohe Speicherbandbreite und CPU-Leistung erfordern, wie SAP Hana, wurden bald darauf portiert.
Entwickler brauchen erschwingliche Workstations
Am Anfang verwendeten Entwickler gebrauchte IBM POWER-Workstations und PowerMac-Maschinen. Später verwendeten sie Genesi-Workstations und PowerMac. Als nur High-End-Server verfügbar waren, verließen viele Entwickler POWER. Mit den Raptor POWER Workstations kehrten viele Entwickler auf die Plattform zurück. Mit noch erschwinglicheren Systemen könnte die Zahl der aktiven Benutzer und Entwickler erheblich wachsen.
POWER-Cloud-Ressourcen
Während der Kauf einer Raptor POWER-Workstation nicht für jeden eine Option ist (einschließlich mir aufgrund der finanziellen Situation Ungarns), gibt es andere Optionen für Open-Source-Entwickler, um an POWER zu arbeiten. Dieses Thema ist eine längere Diskussion wert, aber hier sind ein paar Highlights:
- Sowohl der Open Build Service von openSUSE als auch das Copr-Build-System von Fedora können Software für POWER erstellen.
- Travis CI kann Software auf POWER erstellen und testen.
- MiniCloud bietet SSH-Zugriff auf virtuelle POWER-Maschinen für qualifizierte Open-Source-Entwickler.
Die Zukunft von POWER
IBM hat zwei POWER-CPU-Kerne, den A2I und den A2O, als Open Source bereitgestellt. Das LibreSoc-Projekt arbeitet an einer offenen CPU auf Basis von POWER. All dies gehört zur Kategorie Embedded, Edge oder Desktop. Nach meinem OpenPOWER North America-Vortrag fragten viele Leute nach POWER-Geräten in der Größe von Raspberry Pi, also hoffe ich wirklich, dass jemand ein tatsächliches Gerät aus diesen Designs erstellt.
POWER 10 wurde kürzlich angekündigt, wird aber erst in fast einem Jahr allgemein verfügbar sein. Raptor Computing gab auf Twitter bekannt, dass es 2021 keine neuen Designs rund um POWER 10 geben wird. Hoffentlich bedeutet dies Anfang 2022.
Ein PowerPC-Laptop wurde lange entwickelt; das wäre ein riesiger schritt nach vorn. Es wurde jedoch um eine Big-Endian-CPU von NXP herum entwickelt, und die meisten Linux-Distributionen haben die Unterstützung dafür entfernt.
Wenn Sie also in absehbarer Zeit POWER wollen, können Sie High-End-Server von IBM oder Workstations von Raptor Computing beziehen.