Золотой век. Часть III

Заметка моя совместно с Gemini 3 Pro.

Я был в музее, где были стэнды с историей квантвого компьютера. Подавляющие большинство людей и идей в этой статье взято оттуда.

От абака до транзистора: Почему следующий шаг — квантовый? Часть I
Начало золотого века. Часть II
Золотой век. Часть III

В третьей части я опишу историю с 1990-ых до начала 2026-го года.

Путь Apple: Вертикальная интеграция

В отличие от мира IBM PC, где царит разделение труда (Intel и AMD делают процессоры, ASUS и Gigabyte — материнские платы, а Microsoft — операционную систему), Apple выбрала стратегию вертикальной интеграции. Компания — это ресторан, где шеф-повар сам выращивает продукты: она самостоятельно создаёт и «железо», и программное обеспечение. Полный контроль качества исключает «конфликты драйверов» и обеспечивает идеальную подгонку компонентов, но лишает пользователя возможности выбирать ингредиенты — самостоятельный апгрейд практически невозможен.

Ниже есть продолжение.

• Истоки: От Xerox PARC до Mac OS X
  Фундамент заложен в 1984 году с выходом Macintosh. Ключевым моментом стал визит Стива Джобса в Xerox PARC: Apple официально получила доступ к технологиям графического интерфейса в обмен на право покупки акций компании. Инженеры превратили дорогой и сложный научный прототип Xerox в доступный бытовой прибор с интуитивным управлением.
  
  Современная эра началась в 2001 году с выходом Mac OS X (позже macOS) и ядра XNU. Хотя система сертифицирована как UNIX, её архитектура фундаментально отличается от Linux.
  • Архитектура: Вместо ядра Linux — гибридное ядро XNU. Управление процессами строится на уникальных Mach threads (поверх которых реализована лишь поддержка pthreads), а пользовательское окружение (userland) берёт начало в BSD, а не в GNU.
  • Последствия для dev: Docker-контейнеры не могут работать нативно и требуют виртуализации. Привычные скрипты с Linux-серверов могут ломаться из-за различий в аргументах консольных утилит и логике планировщика.

• Эпоха Великих Транзитов (2000–2020)
  Полный контроль позволяет Apple радикально менять архитектуру ради эффективности, отсекая прошлое. Пока Windows сохраняла совместимость десятилетиями, Apple трижды полностью сменила «мотор»:
  • 1994: Переход с Motorola 68k на PowerPC.
  • 2006: Отказ от PowerPC в пользу Intel. Это позволило запускать Windows на Mac (Boot Camp), но временно превратило компьютеры Apple в «красивые PC».
  • 2020: Переход на собственные чипы Apple Silicon (ARM).
  
  Для смягчения ударов использовались трансляторы Rosetta (PowerPC → Intel) и Rosetta 2 (Intel → ARM), а также Universal Binaries (код для двух архитектур в одном файле). Однако поддержка эмуляции всегда временная: Apple удаляет её из OS по окончании переходного периода, и программы, которые разработчики не успели обновить, гарантированно перестают работать.

• Безопасность и «Крепость» (Walled Garden)
  Глубокая связь софта и кремния породила уникальные механизмы защиты.
  • Secure Enclave: Изолированный сопроцессор (продвинутый аналог TPM в IBM PC), хранящий биометрию, пароли и ключи шифрования отдельно от основной OS.
  • Gatekeeper и Нотаризация: Технология работает как таможня, проверяя цифровую подпись разработчика на серверах Apple. Это существенно усложняет жизнь вирусам, но фактически запрещает запуск неавторизованного кода без специальных действий.

• Современность: Metal, UMA и Экосистема
  В эру Apple Silicon (чипы M1/M2/M3/M4) интеграция достигла пика.
  • Графика: API Metal — аналог DirectX 12/Vulkan, но оптимизированный не под тысячи разных видеокарт, а под конкретные GPU Apple.
  • Unified Memory Architecture (UMA): Процессор и видеокарта используют общую оперативную память с огромной пропускной способностью, что даёт ноутбукам производительность уровня рабочих станций.
  • Continuity: Общая база с iOS позволяет начать задачу (письмо, редактирование документа и т.д.) на iPhone и мгновенно продолжить на Mac, превращая все устройства в единый организм.

Путь Wintel: Открытый стандарт и цена совместимости

В основе платформы IBM PC (Wintel) лежит децентрализация: Intel и AMD производят процессоры, Microsoft разрабатывает OS, а тысячи вендоров создают «железо». Это породило огромный выбор конфигураций и демократичные цены, сделав платформу доминирующей. Главной догмой Windows всегда была обратная совместимость, но за неё приходится платить сложностью архитектуры и периодическими болезненными разрывами.

• Два корня: Домашний хаос (9x) и Серверный порядок (NT).
  Долгое время Microsoft развивала две параллельные вселенные:
  • Линейка 9x (Windows 3.0, 3.11, 95, 98, ME): Началось всё с Windows 3.0 (1990) — первой успешной графической оболочки, сделавшей ПК доступным не только гикам. Технически эта ветка была надстройкой поверх MS-DOS, которая реально управляла памятью и загрузкой, а Windows лишь рисовала интерфейс. Многозадачность была кооперативной: одна зависшая программа вешала всю систему. Здесь появилась технология Plug and Play, которая в Windows 95 работала так плохо, что получила кличку «Plug and Pray» (Включи и молись). Многозадачность была кооперативной: одна зависшая программа вешала всю систему. К выходу Windows XP технология Plug and Play стала надёжным стандартом.
  • Линейка NT (NT 3.1–4.0, 2000): Строилась с нуля (из совместного проекта с IBM OS/2) как полностью 32-битная система с вытесняющей многозадачностью. Планировщик принудительно переключал потоки, не давая софту захватить процессор. Это требовало мощного «железа». Оно резко повысило надёжность, хотя драйверы всё равно могли вызвать BSOD (синий экран смерти).

• Великое объединение (Windows XP) и барьер совместимости.
  В 2001 году Windows XP объединила ветки, пересадив домашних пользователей на ядро Windows NT. Это породило легенду: система оказалась настолько стабильной и «неубиваемой», что стала абсолютным стандартом на 13 лет. Пользователи искренне влюбились в синюю панель задач, массово отказываясь переходить на новые версии. Но ценой стал разрыв с прошлым: старые DOS-игры, «стучавшиеся» в железо напрямую, перестали работать. Внедрение слоя абстракции HAL запретило прямой доступ к оборудованию. 16-битный софт еще жил благодаря эмулятору NTVDM, но с переходом на 64-битные версии (Vista/7 x64) исчез и он — современные процессоры в Long Mode физически не поддерживают 16-битный код.

• «Мученица» Windows Vista и жертва ради стабильности.
  Windows Vista (2006) стала техническим прорывом, но провалом у пользователей. Она внедрила модель драйверов WDDM (сбой видеодрайвера перестал вызывать BSOD, а лишь перезапуск драйвера, экран просто перезагружался) и новую архитектуру безопасности. Однако цена оказалась высокой: система была тяжелой, несовместимой со старым оборудованием и сводила с ума навязчивым контролем учетных записей (UAC). Vista приняла удар на себя, чтобы через три года её оптимизированная версия стала любимой всеми Windows 7.

• «Работа над ошибками»: Windows 7.
  Вышедшая в 2009 году «Семерка» стала эталоном того, какой должна быть OS. Microsoft провела глобальную оптимизацию кода Windows Vista, умерила пыл системы безопасности UAC и довела интерфейс Aero до блеска. Это была быстрая, красивая и железобетонно стабильная система, которую пользователи полюбили настолько, что массово отказывались обновляться даже спустя 10 лет после её выхода.

• Катастрофа Windows 8: Планшетная шизофрения.
  В 2012 году Microsoft совершила колоссальную ошибку, пытаясь угнаться за iPad. Windows 8 насильно натянула планшетный интерфейс Metro на десктопы. Исчезла кнопка «Пуск», приложения открывались на весь экран без кнопок закрытия, появились скрытые «активные углы». Это был UX-кошмар: система оказалась неудобной и для сенсора, и для мыши. Провал заставил компанию вернуть классический рабочий стол в Windows 10 и 11.

• Рабочая лошадка: Windows 10.
  «Десятка» стала возвращением к здравому смыслу после катастрофы Win8. Она вернула меню «Пуск» и хотя не была идеальной (принудительные обновления порой ломали драйверы или удаляли файлы), стала предсказуемым стандартом для геймеров (DirectX 12) и профи. Модель «Windows как сервис» обещала, что это будет последняя версия ОС, которая будет просто улучшаться вечно, что обеспечило ей тотальное доминирование на рынке.

• Маркетинговый обман и искусственные барьеры: Windows 11.
  Внезапный выпуск Windows 11 стал нарушением главного обещания («Windows 10 — последняя версия») и шагом в пропасть нестабильности. Навязанный редизайн (урезанная панель задач, новое меню «Пуск») убил продуктивность, но главная беда — техническая сырость. Система ощущается недоделанной: проводник тормозит на ровном месте, обновления регулярно ломают драйверы принтеров или SSD, а планировщик задач неадекватно ведет себя на новых процессорах. Вместо рабочей лошадки пользователь получил красивый, но глючный макет, нашпигованный рекламой и ненужными виджетами. Однако, главным скандалом стали неадекватные системные требования. Обязательное наличие криптопроцессора TPM 2.0, жесткие ограничения по поколениям процессоров и оперативной памяти мгновенно превратили миллионы мощных ПК 3-летней давности в «тыкву». Этот произвол вызвал массовый отказ от обновления, заставив даже крупных вендоров (Dell, Lenovo) активнее сертифицировать свои ноутбуки под Linux/Ubuntu, видя в нем спасение от диктатуры Microsoft.

• Архитектура и цена совместимости: DLL, Реестр, WinSxS.
  Windows использует динамическую линковку (DLL) для экономии памяти, что раньше приводило к «DLL Hell» (конфликтам версий). Проблема была решена папкой WinSxS (Side-by-Side): система хранит сотни версий одних и тех же библиотек, чтобы каждая программа брала «свою». Настройки хранятся в бинарной базе — Реестре. Главная суперсила — бинарная совместимость: .exe файл 1998 года запускается сегодня благодаря базе Compatibility Shims, которая на лету подменяет системные вызовы, эмулируя баги старых версий Windows.

• Культурный разворот: От Cygwin к триумфу WSL 2.
  Отношения с Linux прошли путь от ненависти (Балмер: «Linux — это рак») до любви. Десятилетиями разработчики мучились со сторонними эмуляторами вроде Cygwin, пытаясь имитировать POSIX-окружение. Первая попытка нативной интеграции, WSL 1, тоже провалилась: трансляция системных вызовов Linux в ядро NT «на лету» была медленной и несовместимой со сложным софтом. Работа над ошибками привела к WSL 2: теперь внутри Windows через гипервизор Hyper-V работает настоящее ядро Linux. Это дало нативную скорость, поддержку Docker и GNU-утилит, хотя и сохранило нюансы (медленный доступ к файловой системе Windows через /mnt/c).

Феноменальная обратная совместимость. Многие .exe файлы 20-летней давности запускаются сегодня благодаря базе Compatibility Shims, которая эмулирует поведение старых версий OS. Однако это работает только для «чистых» системных вызовов: если старая программа пытается обратиться напрямую к видеокарте или прерываниям (в обход HAL), магия Compatibility Shims бессильна — такие приложения требуют полноценной эмуляции.

• Корпоративный стандарт и Гейминг.
  В бизнесе стандартом де-факто долгие годы остается связка Active Directory и Групповых политик (GPO), хотя сегодня их гегемонию постепенно размывают облачные ID-провайдеры (в т.ч. от AWS) и Linux-решения. В играх ключевую роль сыграл DirectX, превративший Windows в главную игровую платформу. И хотя сейчас набирают силу кроссплатформенные API (Vulkan) и гейминг на Linux (Steam Deck), огромная база игр под Windows и драйверная поддержка сохраняют инерцию лидерства.

Путь UNIX и Linux: Невидимый фундамент мира

• Философия: «Всё есть файл», права доступа и инфраструктура как код
  В основе UNIX лежат фундаментальные догмы. Первая — «Всё есть файл»: жесткий диск, сетевой сокет, процесс в памяти (/proc) или устройства ввода (/dev/input) представлены как файлы, читаемые универсальными инструментами. Вторая — Permissions: строгая многопользовательская модель с правами доступа (`rwx`), ставшая эталоном безопасности. Третья — KISS и пайпы (`|`): утилиты делают одну вещь идеально, а их вывод перенаправляется на ввод других, превращая консоль в конструктор. Всё это связывается воедино скриптингом (Bash/Shell). Поскольку конфигурации — это просто текст, их начали версионировать в Git, что родило методологию DevOps и Infrastructure as Code (IaC): серверы теперь описывают кодом, а не настраивают вручную.

• Рождение Легенды: Ядро + GNU + GPL
  К 1991 году у проекта GNU уже были свободные инструменты, но не хватало ядра. Его написал Линус Торвальдс. Союз ядра Linux и утилит GNU дал полноценную OS. Разработка велась по модели «Базар», а главным щитом стала лицензия GPL (Copyleft), юридически обязывающая возвращать улучшения сообществу. Это сделало сотрудничество выгодным: корпорации (Intel, Google, IBM) разделяют расходы на разработку общей базы (ядра), конкурируя лишь в надстройках и сервисах. В то же время, более свободные лицензии (MIT/BSD) позволяют бизнесу закрывать код там, где это необходимо.

• Семейство UNIX: От серверов до консолей
  Генетика UNIX победила повсюду, разделившись на ветви.
  BSD-семейство: сюда входит macOS (сертифицированный UNIX), полюбившаяся разработчикам за консоль и GUI, а также Sony PlayStation (ОС Orbis основана на FreeBSD), что доказывает мощь системы в играх.
  

• Linux-дистрибутивы и возврат к истокам: так как ядро отделено от оболочки, существуют тысячи вариантов — от дружелюбной Ubuntu до конструктора для гиков Arch Linux. Долгое время проблемой был «зоопарк» зависимостей (dynamic linkage). Если Windows решает это через глобальное хранилище версий WinSxS, то Linux де-факто вернулся к концепции статической линковки через универсальные пакеты и контейнеры. Технологии Flatpak и Snap упаковывают приложение вместе с его личными библиотеками, изолируя его от системы.

  Слой совместимости Proton (основа Steam Deck) преуспел там, где провалился WSL 1, но причины успеха и провала принципиально разные.

  Почему WSL 1 тормозил: проблема крылась в трансляции системных вызовов, особенно в операциях File I/O и управлении процессами.

  • В Linux создание процесса (fork) — лёгкая и быстрая операция (copy-on-write). В Windows (CreateProcess) — тяжёлая, с копированием большого объёма состояния.
  • Linux архитектурно оптимизирован для работы с тысячами мелких файлов (например, npm install, сборка больших проектов). NTFS в Windows имеет другую логику блокировок, метаданных и кэширования.
  • WSL 1 вынужден был транслировать каждый системный вызов Linux в эквивалент Windows, что приводило к архитектурному конфликту (impedance mismatch). Задержки накапливались, особенно в I/O-интенсивных задачах.

  Почему Proton работает отлично: он переводит высокоуровневые графические вызовы (DirectX → Vulkan).

  • DirectX и Vulkan — это абстракции, «языки» общения с видеокартой. Концептуально команды («нарисуй треугольник», «загрузи текстуру») очень похожи.
  • Железо (GPU от NVIDIA/AMD/Intel) одинаково независимо от OS. Нет фундаментального различия в управлении ресурсами ядра.
  • Proton просто меняет «обёртку» команды — переводит с одного диалекта на другой почти без overhead. Здесь нет архитектурного конфликта, как в WSL 1.

• Парадокс успеха: От Android до Docker
  Linux не стал доминирующей офисной системой, но захватил инфраструктуру мира. Более того, сейчас он переживает ренессанс на ПК: разочарование в Windows 11 и успех Steam Deck возвращают к нему интерес пользователей и вендоров.

  • Встраиваемые системы и IoT: от роутеров до автомобилей Tesla и марсохода Ingenuity.
  • Мобильность: Android — самая популярная ОС в мире. Она работает на ядре Linux, но использует свою библиотеку Bionic libc вместо стандартной GNU glibc, из-за чего привычные Linux-утилиты там не работают нативно.
  • Супервычисления и облака: 100% суперкомпьютеров TOP500 и весь интернет-бэкенд живут на Linux. Контейнеры (Docker/Kubernetes) стали возможны только благодаря нативным функциям ядра (cgroups, namespaces), позволяющим изолировать процессы без накладных расходов виртуализации.


Продолжение следует.