IBM PC: Най-влиятелното неизобретение

С какво IBM PC е толкова значим в историята на персоналните компютри? Влиянието му далеч надхвърля рамките на един обикновен продукт – той е символ на стандартизация и достъпност, които промениха облика на индустрията за десетилетия напред.

Помислете за това с днешните термини – какво отличава настолния геймърски компютър от PlayStation 5, например? Дали това е възможността да избирате каквито части и периферни устройства искате? Или може би поддръжката на игри, създадени десетилетия преди самия компютър? В миналото основната разлика беше клавиатурата.

В наши дни Apple е единствената компания, която произвежда компютри с ексклузивен софтуер и периферни устройства, но в началото на 80-те години това беше норма. Тогава домашните компютри се възприемаха като усъвършенствани конзоли, използвани предимно за игри и кодиране. В много случаи те дори са били произвеждани от едни и същи компании. Подходът на IBM обаче промени самата дефиниция за това какво може да бъде персонален компютър.

Като възприе хардуера и софтуера на трети страни, IBM PC стандартизира пазара на компютри, давайки името си на цялата индустрия и осигурявайки на дуопола Microsoft и Intel (по-късно и AMD) десетилетия на господство.

Изкуството на компромиса

През 70-те години на миналия век IBM е най-голямата компютърна компания в света. Тя обаче се фокусираше върху създаването на пълни стаи с мейнфрейм компютри за правителства, университети и корпорации, а не върху обслужването на домашни потребители.

Това започна да се променя с пускането на приложението за електронни таблици VisiCalc. В края на 1979 година VisiCalc превърна домашните компютри от ентусиастки джаджи в нещо, което повечето хора могат да намерят за полезно. Това беше знакът за IBM да се включи.

Най-голямото препятствие за IBM беше самата тя. Със строгата си работна култура от 9 до 5 и прекомерния брой комитети за одобрение всеки домашен компютър, който можеше да създаде щеше да остарее докато стигне до пазара. Служителите на IBM се шегуваха, че ако компанията иска да изпрати празна кутия до магазините, това ще отнеме девет месеца.

Ръководителят на IBM Бил Лоу е натоварен със задачата да определи стратегията на компанията за вътрешния пазар. Първоначалният му план беше смел: да придобие Atari, която успешно беше навлязла в сферата на домашните компютри със своите 8-битови компютри. Председателят на IBM Франк Кари обаче отхвърли тази идея, като предпочете да създаде малка, „независима бизнес единица“ в рамките на IBM. Лоу измисли план, наречен „Проект Chess“ за създаване на домашен компютър в рамките на една година.

При толкова кратки срокове IBM решава да проектира само основните компоненти, като корпуса и дънната платка, а всичко останало да възложи на външни изпълнители. Филип „Дон“ Естридж е назначен за ръководител на проекта, а компютърът получава кодовото име Acorn.

Раждането на съвместимостта

Изборът на процесор за първия персонален компютър на IBM изглеждаше елементарен по онова време, но в крайна сметка определи бъдещето на съвременните компютри. IBM избира микропроцесора 8088 на Intel вместо по-мощния 16-битов 8086 – решение, продиктувано главно от цената, ограниченията във времето и съвместимостта със съществуващия 8-битов хардуер. Въпреки, че много инженери нарекоха този избор компромис, той се оказа ключов момент в технологичната история.

8088 е базиран на 16-битовия Intel 8086 и използва същия набор от инструкции x86, но разполага с 8-битова външна шина. Този дизайн позволил на IBM да използва по-евтини и широко достъпни компоненти, като например съвместими с базирания на Intel 8085 System/23 Datamaster. Решението имаше огромни последици: архитектурата x86 на 8088 стана основа за бъдещите поколения процесори, включително днешните централни процесори.

Освен това, за да избегне зависимостта от един доставчик, IBM изисква от Intel да лицензира своите x86 процесори на друг производител, което води до партньорство с AMD.

Решението беше малко по-сложно при избора на операционна система. Естественият кандидат беше CP/M, създадена от Гари Килдал и използвана на много домашни компютри по онова време. Създаването на x86 версия на CP/M обаче би отнело твърде много време на компанията на Килдъл (Digital Research) и би направило компютъра твърде скъп. IBM се нуждаеше от алтернатива, и то бързо.

Решението дошло от Seattle Computer Products (SCP). Тим Патерсън, програмист от SCP беше разработил x86-съвместима операционна система, неофициално наречена QDOS (Quick and Dirty Operating System). Тя използваше публично достъпния интерфейс за програмиране на приложения (API) на CP/M, което улесняваше разработчиците да пренасят своите приложения.

Подобно на повечето домашни компютри по това време, машината на IBM включваше ROM (памет само за четене) чип с версия на Microsoft BASIC, така че потребителите можеха да създават свои собствени приложения – най-лесният начин за получаване на приложения в началото.

Компанията се обръща към Microsoft, за да се справи с преговорите за операционната система. Microsoft сключва сделка с SCP за лицензиране на QDOS, като първоначално плаща само 25 000 долара лицензионни такси, тъй като IBM е единственият им клиент. По-късно Microsoft наема Патерсън, за да адаптира QDOS за нуждите на IBM, включително да поддържа по-новите 5,25-инчови дискети. Осъзнавайки потенциала му, Microsoft закупува QDOS от SCP за 50 000 долара, като си осигурява изключителни права.

В този момент създаването на компютър може да звучи просто. Може да се запитате: защо десетки компании за електроника не последваха подхода на IBM? Ключовата разлика се крие в едно важно нововъведение: Основната входно-изходна система (BIOS) на IBM.

BIOS се съхраняваше на ROM чип и играеше ролята на мост между хардуера и софтуера. Тя позволява на компютъра да работи с операционна система, която не е специално написана за неговия хардуер. Това ниво на абстракция променяше правилата на играта, като позволяваше съвместимост на софтуера на различни машини и полагаше основите на бъдещето на персоналните компютри.

Персоналният компютър на IBM (модел 5150) беше представен на пресконференция през август 1981 година и бързо стана известен като IBM PC.

Пускането му на пазара беше придружено от интелигентна рекламна кампания с участието на героя на Чарли Чаплин – Малкия бродяга. Това бе първият голям опит на IBM да продава компютри предимно чрез магазини за продажба на дребно.

Технически можеше да се сдобиете с IBM PC за 1565 долара (повече от 5000 долара днес), но ако искате да запазите работата си, трябва да го свържете с касетофон. Въпреки това той се предлагаше с клавиатурата Model F, която и до днес е почитана заради механичното си качество. Друго популярно периферно устройство беше монохромният монитор с висока разделителна способност, предлагащ впечатляващата резолюция от 720 x 350 пиксела.

Срещу почти два пъти повече пари можеше да се премине към версия 5150 с две флопидискови устройства (вграден твърд диск се появява едва при модела 5160). В крайна сметка CP/M-86 се предлагаше като алтернативна операционна система, но високата ѝ цена – с 200 долара по-висока от тази на преименуваната PC DOS до голяма степен е отхвърлена.

IBM изчислява, че за 5 години ще продаде 250 000 бройки от PC, предимно на малки компании. Вместо това за две години бяха продадени 750 000 единици, като много от тях бяха закупени за домашна употреба. Никой не е предполагал, че толкова много хора искат скъп компютър в своя дом. Със сигурност това беше добър компютър, но може би по-важното е, че това беше компютър на IBM.

През 1982 г. списание Time обявява „персоналния компютър“ за „човек на годината“ (по-късно преименуван на „машина на годината“). Това решение бележи културен прелом, признавайки дълбокото влияние на персоналния компютър върху обществото и икономиката.

Възходът на съвместимостта

В рамките на една година след пускането му на пазара, за IBM PC бяха налични стотици приложения. Виждайки тази възможност, много конкурентни производители на компютри приеха процесори x86 и променената марка MS-DOS, надявайки се да се възползват от разрастващата се екосистема на IBM. Microsoft се възползва от това, като лицензира своята операционна система на база машина – сделка, която не предложи на IBM.

Появи се обаче сериозна пречка: някои софтуери заобикаляха операционната система и комуникираха директно с BIOS-а на IBM. Програми като революционната електронна таблица Lotus 1-2-3 и Microsoft Flight Simulator нямаше да работят правилно на тези ранни клонинги.

Решението дойде през 1983 година с Compaq Portable – машина с размер на куфарче, която се превърна в първия истински PC-съвместим компютър.

Решението на IBM да използва готови компоненти означава, че не може да патентова дизайна на IBM PC, което прави сравнително лесно за конкурентите да направят обратен инженеринг на машината и да създадат „IBM-съвместими“ клонинги. В конкретния случай Compaq постигна съвместимост, като направи обратен инженеринг на BIOS-а на IBM, използвайки методите на „чистата стая“: програмисти, които никога не са виждали защитения с авторско право изходен код пресъздадоха неговата функционалност.

През 1984 година Phoenix Technologies последва примера, като лицензира своя BIOS с обратен инженеринг на други производители. Този пробив позволи на по-малките компании да създават по-бързи, по-евтини и по-иновативни клонинги на персонални компютри, изпреварвайки самата IBM.

Легендите никога не умират

IBM се опитва да разграничи своите компютри от нарастващата вълна от клонинги на персонални компютри със своята серия Personal System/2 (PS/2), пусната на пазара през 1987 година. Тази серия популяризира 3,5-инчовите дискети и конекторите, които може би са ви познати, като VGA (Video Graphics Array) и PS/2 конектора за мишка/клавиатура.

Решението на IBM да използва патентовани слотове за разширение на Micro-Channel Architecture (MCA) в моделите от по-висок клас обаче отблъсна потребителите. MCA беше несъвместима със съществуващите карти с индустриална стандартна архитектура (ISA). Това на практика изолира IBM от по-широкия пазар на персонални компютри. В крайна сметка през 90-те години и двата стандарта бяха заменени от PCI, предшественика на днешния PCIe.

В рамките на няколко години производителите на клонинги заляха пазара, подбивайки продажбите на самата IBM, тъй като компанията неволно създаде нов стандарт („IBM-съвместим компютър“) и в крайна сметка загуби контрол върху пазара, на който беше създател.

Докато IBM се задъхваше, клонингите на персонални компютри, работещи с DOS-съвместими системи Windows се развиха. До началото на 90-те години на 20-и век конкуренти като Packard Bell, HP и Dell доминираха на пазара, изтласквайки алтернативни системи като Commodore Amiga и Atari ST, базирани на Motorola 68000. Единствено Apple Macintosh остана като жизнеспособна алтернатива.

През 1991 година Motorola се присъединява към IBM и Apple, за да създаде алианса AIM, като възнамерява да създаде конкурентна на „Wintel“ платформа. Резултатът е архитектурата PowerPC и процесорите, които захранват компютрите на Apple между 1994 и 2006 година. По-късно архитектурата беше използвана и за захранване на гейминг конзоли като Nintendo Wii, PlayStation 3 и Xbox 360. Потребителите на Windows обаче останаха с x86.

В крайна сметка IBM излиза от бизнеса, като през 2005 година продава подразделението на Lenovo за 1,75 млрд. долара. Година по-късно дори Apple премина към процесори на Intel (решение, което беше отменено около 15 години по-късно).

Наследство, което се запази

През 90-те години на миналия век AMD се превърна в основен съперник на Intel в областта на x86, след като съдебно решение ѝ позволи да продава свои собствени x86 процесори. Въвеждането на x86-64 – 64-битово разширение на архитектурата x86 затвърждава значението на AMD.

Докато Intel се опитваше да замени x86 със своята архитектура Itanium в началото на 2000-те години, потребителите предпочетоха обратно съвместимото решение на AMD, което в крайна сметка принуди Intel също да го приеме. И до днес тази архитектура захранва не само повечето настолни компютри, но и съвременните гейминг конзоли PlayStation и Xbox.

Междувременно в началото на 2000-те години архитектурата Arm започна да доминира в портативните устройства. Включително в смартфоните, таблетите и портативните конзоли на Nintendo. В периода 2020-2022 година Apple използва Arm процесори в своите настолни и преносими компютри.

За да си представите свят без IBM PC, не търсете нищо друго освен Apple Mac. Той е елегантен, но затворен, с хардуер, който не можете да надграждате и съвместимост, ограничена до приложения от последните години. Без IBM PC всички домашни компютри може би щяха да следват този затворен, патентован път – PC беше историческа победа за технологичните ентусиасти.