上回我们说到Intel奔腾处理器的浮点危机，这回来聊聊另一段波澜壮阔的历史。如果IBM是大型机时代的霸主，那么在它身后，曾有一个名为DEC（数字设备公司）的强大挑战者，它是小型机时代的王者，其技术遗产至今仍在悄然流淌。
本章的核心藏品，是一系列DEC不同时期的芯片实物。
首先是一组用于PDP-11/23 plus计算机的处理器模块，包含型号为303E和302H的芯片。它们被妥善放置在泡沫包装上，旁边一枚一元人民币硬币作为参照，清晰可见其尺寸。每块芯片上都有黄色标签，印有“DEC”标识、具体型号、序列号和“TAIWAN”产地信息，例如“DEC 303E 23-002C7-AA 6699-20A I 8439”。这套三芯片组缺少一个关键的304E存储控制器。
另一块芯片是PDP-11系列上使用的存储控制器，深灰色主体上贴有金色标签，上面刻印着“© DEC 1982-310ES 2.1-17311-01 5538-13 I 8609”等信息。
还有一块更早的圆形金属芯片，来自VAX主机系统，用作总线控制器。其表面有紫色激光刻印的“21-21689-01 H203-35 8628”等编号，基座边缘则印有“© M DEC 1985 VAXBI”等版权和型号信息。
随后，我们进入DEC的Alpha RISC时代。一块1996年的Alpha 21164芯片，黑色基板中央是标志性的金色金属盖。标签上清晰地印着“DIGITAL SEMICONDUCTOR™ © DEC 1996 1073D JD3889 H 9910”，底部则有型号“21164-KC 533”。
紧接着是一块由三星电子生产的Alpha 21264芯片，紫色封装基板上印有“SAMSUNG ELECTRONICS K1069 914”和“ALPHA™ 21264 KP21264-500CN1”等字样。这款芯片意义非凡，它是全球第一款实现每秒10亿次计算（1GFLOPS）能力的微处理器。
在DEC被康柏（Compaq）收购后，Alpha芯片仍在延续。一块2000年的金属芯片上刻着“© M COMPAQ 2000 G2C040005H 0204 ALPHA™ 21264C B21264C-1000VGN”。而最后的绝唱，是2002年康柏被惠普收购前夕推出的Alpha 21364。一块黑色芯片封装在白色塑料基座中，表面印有“©Ｍ COMPAQ 2002 VCD100035H ... ALPHA™ 21364 IB21364-1000WP7”等详细信息。
这些冰冷的芯片，铭刻着一家传奇公司从崛起到巅峰，再到黯然退场的完整生命周期。
01. 互联网的初代缔造者与成员
在千禧年之前，IBM一直霸占着计算机市场的榜首。然而历史往往只记得第一。在整个20世纪90年代之前，DEC一直稳居第二，是IBM最强大的竞争对手。
这家公司的传奇，始于其贯穿计算机发展史的产品线：早期的18位PDP-1系列、12/16位的PDP-8/PDP-11系列、32位的VAX CISC系列，以及最后的64位Alpha RISC系列。每个阶段，它都对行业产生了深远影响。
1959年，PDP-1作为首款专为用户交互设计的计算机，配备了键盘和CRT显示器，开创了“人机对话”的计算模式。DEC将工程原型PDP-1捐赠给麻省理工学院（MIT），使其成为MIT人工智能实验室的核心设备。
1969年，DEC向BBN公司（现代互联网前身ARPANET的核心承包商）交付了首台商用PDP-1，后来升级为双处理器配置的PDP-1d。这台PDP-1d成为了ARPANET IMP（接口消息处理器，即早期路由器）软件的开发、编译和调试平台。同年10月，ARPANET正式启动，连接了 UCLA、SRI、UCSB和犹他大学，互联网就此诞生。
PDP-1d作为ARPANET的“看门狗”，持续监控所有IMP的状态，成为早期网络管理的雏形。它也是NCP（网络控制协议，TCP/IP前身）等早期网络协议的重要测试平台。在整个70年代，PDP系列计算机都是ARPANET网络节点的绝对主流。
02. 以太网标准的联合奠基人
说起以太网的诞生，很多人会想到3Com公司，但真正的奠基者是DIX联盟——即DEC、Intel和施乐（Xerox）。DEC的戈登·贝尔（Gordon Bell）与施乐的鲍勃·梅特卡夫（Bob Metcalfe）联合英特尔，共同推动了以太网标准化。
他们在1980年发布了“以太网蓝皮书”，即DIX版以太网1.0标准。1982年，IEEE基于DIX的工作成果，推动了IEEE 802.3标准草案。虽然梅特卡夫随后创立3Com公司并将以太网产品化，被业界广为熟知，但DEC在标准制定中的核心作用不容忽视。这段关于网络协议的历史，与网络/系统的底层发展密不可分。
03. 小型机市场的绝对王者
很多人知道图灵奖是计算机界的“诺贝尔奖”，但被誉为“超算应用领域诺贝尔奖”的戈登·贝尔奖可能知者甚少。2016年，基于中国“神威·太湖之光”超级计算机的应用首次获得该奖。这个奖项正是以DEC的灵魂人物——戈登·贝尔的名字命名的。
贝尔主导了从PDP-4到VAX-11的设计，他在卡内基梅隆大学指导的学生团队，后来创造了经典的PDP-11和VAX-11系列。1965年，DEC推出了第一款集成电路计算机PDP-8。它小巧廉价（售价18，500美元），累计销量超过10万台，成为工业控制和教育领域的事实标准，奠定了12位小型机的技术标准。
有趣的是，当时DEC的销售主管发现伦敦街头正流行“迷你裙”（Mini），便将PDP-8戏称为“迷你机”。这个称呼被媒体广泛接受，从此“小型机”（Minicomputer）一词流行开来。当时的广告也颇具时代特色，将计算机与时尚女性并置，强调其小巧与易用性。
但DEC历史上最成功的产品，是1970年横空出世的PDP-11。它被誉为“小型机的标杆”，20年间销量超过60万台，创造了奇迹。到1980年代，DEC占据了小型机市场70%的份额。
PDP-11的成功背后也有故事。它原本是一个低成本8位机项目，但因市场已转向16位而被迫转型。当时在卡内基梅隆大学就读的哈罗德·麦克法兰（Harold McFarland）在戈登·贝尔的指导下，提出了两个16位设计草案，一个复杂，一个极简。贝尔果断选择了极简方案作为PDP-11的内核。
PDP-11也与另一个伟大的名字紧密相连——Unix。1969年，贝尔实验室的肯·汤普森（Ken Thompson）为了在一台闲置的PDP-7上更便宜地运行他编写的“星际旅行”游戏，决定为它写一个新的操作系统。他与丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）等人一起，构建了Unix的原型（最初戏称为“Unics”）。1971年，Unix被成功移植到性能更强的PDP-11/20上，并发布了第一个正式版本。1973年，汤普森和里奇用新发明的C语言重写了Unix内核，极大地提升了其可移植性，开启了Unix的传奇。
可以说，DEC凭借PDP系列，尤其是PDP-11，成为了小型机时代无可争议的王者。
04. VAX：巅峰与隐患
DEC的下一个高峰是VAX（Virtual Address eXtension to the PDP-11）系列。其指令集架构的首席设计师是威廉·“比尔”·斯特雷克（William D. “Bill” Strecker），他是戈登·贝尔在卡内基梅隆的博士生。斯特雷克在纸上完整绘制了VAX的架构蓝图，其设计理念强调正交性、兼容性、模块化和可扩展性，至今仍是现代处理器设计的核心原则。
1977年10月发布的VAX-11/780是VAX系列的第一台机器，定价约12.5万美元。它被广泛研究，是计算机史上最成功的机型之一。一套典型的VAX 8700系统由多个高大的浅色机柜组成，机柜正面有通风栅格，顶部蓝色标识条上清晰印着“VAX 8700-3”型号。
与VAX硬件深度绑定的，是戴夫·卡特勒（Dave Cutler）团队开发的VMS操作系统（后称OpenVMS）。这是一个功能强大、用户友好的系统，支持虚拟内存、多任务和集群，并是首批同时支持TCP/IP、DECnet和SNA等多种网络协议的操作系统。其界面已经颇具现代感，在一个名为DECterm的终端仿真窗口中，可以同时管理会话、浏览文件目录，并实时监控系统统计信息，如CPU使用率、内存状态和I/O速率。
然而，VAX+VMS的组合既是DEC的核心竞争力，也埋下了巨大的隐患。VAX试图通过VMS操作系统来提供对前代PDP-11的“兼容模式”，但此模式仅支持用户态代码，完全屏蔽了特权指令。这意味着PDP-11上完整的操作系统（如RSX-11、RT-11、乃至Unix）根本无法直接运行。对于大多数用户而言，迁移到VAX意味着放弃整个原有的软件生态，成本极高，导致许多用户坚守PDP-11直到90年代。
此外，为了保障VAX的销量，DEC甚至取消了性能可能超越VAX-11/780的PDP-11/74项目。这种封闭策略，虽然短期内缔造了辉煌——1981年DEC成为全球第二大计算机公司，1987年收入超100亿美元——但也为自己筑起了高墙，错过了即将到来的开放潮流。
05. 错失的时代与内部的革命
就在DEC在小型机市场高歌猛进之时，1981年，IBM发布了基于Intel 8088处理器的IBM PC 5150，个人电脑时代的大门轰然开启。而DEC的创始人肯·奥尔森（Ken Olsen）早在1977年就曾说过：“个人没有理由在家里放台计算机。”这种战略误判，让DEC多次错失个人电脑的机遇。
与此同时，一场来自内部的架构革命正在酝酿。1979年，加州大学伯克利分校的大卫·帕特森（David Patterson）教授受邀到DEC协助解决VAX的微代码BUG。这段经历让他深刻认识到复杂指令集（CISC）微码维护的困难。他的一篇关于优化微码存储的论文被拒，评审意见认为这增加了硬件成本和软件复杂度。
这反而点醒了帕特森：问题不在于“优化”，而在于“架构本身”。他转而研究彻底抛弃微码、简化指令的思路，这就是RISC（精简指令集计算机）的起点。帕特森后来多次强调：如果没有1979年在DEC修理VAX微代码BUG的经历，就不会有伯克利的RISC项目。
RISC理念随后引发了寒武纪大爆发，SPARC、MIPS、ARM、Power等架构纷纷涌现。DEC内部也启动了自己的RISC项目——PRISM（Parallel Reduced Instruction Set Machine）。然而，当时VAX正如日中天，PRISM项目被高层视为对VAX的威胁。在芯片流片前夜，即1988年，PRISM项目被终止。其负责人戴夫·卡特勒随后带领团队加入了微软，后来主导开发了Windows NT。PRISM的梦想，在DEC内部夭折了。
06. Alpha：迟到的一代宗师
PRISM被砍后，DEC又启动了EVAX项目，试图在兼容VAX的基础上提升性能，但结论是VAX架构存在性能天花板。于是，DEC紧急转向，基于PRISM的遗产，开发一款原生的64位纯RISC架构，命名为Alpha AXP（Architecture for eXtreme Performance），目标是极致性能，兼容性则通过软件编译和二进制翻译实现。
此时已是1989年底，Intel的486处理器即将横扫市场。
1992年2月，Alpha 21064（EV4）在国际固态电路会议（ISSCC）上首次亮相，成为DEC首款64位RISC处理器，主频高达200MHz。相比之下，同年晚些时候发布的、带有浮点运算缺陷的初代Intel奔腾处理器主频仅为66MHz。其性能引起了苹果公司的兴趣，但DEC仍固守小型机市场，再次错失了进入个人电脑领域的良机。
1994年，Alpha 21164（EV5）发布，成为世界上第一个每秒计算突破十亿次的微处理器，但每千颗单价高达2000多美元。Alpha芯片性能卓越，却叫好不叫座。高昂的价格、薄弱的软件生态，使其在1996年的微处理器市场份额不足1%。
为了打开市场，DEC在软件兼容上做了巨大努力。早在1993年，由前DEC员工戴夫·卡特勒领导的微软团队，就在Windows NT 3.1中加入了对Alpha的支持。1996年，DEC更是发布了FX32！二进制翻译器，让运行Windows NT的Alpha系统能够执行为x86编写的32位Windows应用程序，且经过转译后的性能仍超过同期的Intel奔腾Pro处理器。
然而，历史的转折点再次出现。1998年，康柏收购DEC后，于1999年以“只有5%的Alpha系统安装Windows NT”为由，宣布退出Windows NT开发计划。一周后，微软宣布Windows 2000将不再提供Alpha版本。Wintel联盟（Windows + Intel）彻底巩固，Alpha通向大众市场的最后一道大门被关闭。
07. 鲸落：遗产与新生
进入90年代，DEC财务状况急转直下，1991-1994年累计亏损40亿美元。1998年1月，挣扎中的DEC被当时如日中天的个人电脑制造商康柏以约96亿美元的价格收购。康柏接手了Alpha路线图，并在2002年发布了最后的绝唱Alpha 21364。仅仅三个月后，2002年5月，康柏自身也被惠普收购，DEC及其所有子品牌彻底消失在历史长河中。
然而，“一鲸落，万物生”。DEC的躯体虽然沉没，但其丰富的技术养分却滋养了整个计算产业。
- 人才遗产：DEC堪称计算界的“黄埔军校”，孕育了无数顶尖人才。其中包括谷歌AI负责人杰夫·迪恩（Jeff Dean）和桑杰·格玛瓦特（Sanjay Ghemawat），以及多位图灵奖得主。
- 技术扩散：
- Alpha的EV6总线技术被AMD采纳，用于其K7处理器。
- Alpha的64位设计理念深刻影响了x86-64架构的发展。
- Intel通过法律和解获得了DEC的部分半导体技术和专利，加速了其64位和多核架构的研发。
- PRISM/Alpha团队的核心成员，如Jim Keller、Daniel Dobberpuhl等，后来成为AMD Zen架构、苹果自研芯片（A4/A5）团队的基石。
- 操作系统天才戴夫·卡特勒在微软先后领导开发了Windows NT和Azure云内核。
DEC的故事，是一部完整的创新、辉煌、固执与重生的史诗。它对计算机基础架构的贡献，从PDP到VAX再到Alpha，深刻塑造了现代计算的面貌。其技术灵魂，通过分散到Intel、AMD、微软、苹果、谷歌等巨头，以另一种形式延续着生命。
后记
在Alpha被放弃十年之后，2015年底启用的中国超级计算机“神威·太湖之光”，其核心处理器SW26010，在设计上被认为具有深厚的Alpha架构烙印。2016年，基于“神威·太湖之光”的应用首次荣获国际高性能计算最高奖——戈登·贝尔奖。戈登·贝尔当年在DEC未竟的RISC梦想，最终在遥远的东方，结出了硕果。
参考资料
[1] 第17回. 一鲸落万物生, 微信公众号：mp.weixin.qq.com/s/ZpjsFQzvdC2qIyYIoHCxLw
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发表于 2026-2-12 06:43:07
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