险些摧毁 IBM 的 System/360 大型机项目
险些摧毁 IBM 的 System/360 大型机项目
但 S/360 最终成为了有史以来最成功的产品发布，并改变了计算机的发展方向
James W. Cortada 2019年4月5日 阅读时长15分钟
IBM 花费了 50 亿美元来构建 System/360，于 1964 年推出。 这些 9 磁道磁带机是 S/360 的 150 个产品线之一。
照片：Mark Richards/Computer History Museum
过去一个半世纪最具变革性的产品清单中，会包括灯泡、福特的 Model T，以及 IBM System/360。这个 大型机 系列永远改变了计算机行业，并彻底改变了企业和政府的工作方式，提高了生产力，并使无数新的任务成为可能。
然而，在其 1964 年 4 月 7 日发布之前的几年里，360 是美国商业中最可怕的戏剧之一。它需要在 IBM 的各个层面都近乎狂热的投入，才能带来这个非凡的机器和软件集合。虽然 S/360 的技术创新非常重要，但它们的创建和部署方式却近乎灾难。 公司经历了 科学政策专家 Keith Pavitt 称之为“部落战争” 的情况：人们在一个快速增长的公司中发生冲突和合作，其中存在不稳定，在某些情况下是未知的技术，不确定性和模糊性困扰着所有主角。
最终，IBM 在人才、人员配备、资金和物资方面都足够大且多元化，足以取得成功。 以一种几乎是创业的方式，它利用了新兴技术，无论它们位于企业内的哪个位置。 事后看来，这似乎是一项草率且不明智的努力，执行混乱但却取得了辉煌的成功。 我们生活在一个庆祝创新的时代，因此研究创新是如何完成的案例，只能加深我们对这一过程的理解。
到 1950 年代末， 计算机用户面临着一个看似棘手的问题。 如果没有解决这个问题，它将阻止计算机的广泛应用，并且任何生活在信息时代的想法都将是虚构的。
S/360 旨在取代 IBM 的 1401 大型机，该大型机很受欢迎，但无法扩展或升级。照片：IBM
组织正在大量购买计算机，从而自动化许多旧的穿孔卡操作，并利用数据处理做更多的事情。 IBM 1401 的普及说明了计算机的迅速普及。 从 1959 年推出到 1971 年 IBM 淘汰该产品线，共售出了超过 12,000 台这样的系统。
由于 1401 在计算机业务中占据主导地位，因此它的任何问题都很严重。 其中之一是 1401 太小了。
用户发现这些机器非常有用，以至于他们不断地向其添加更多工作，达到了系统的容量。 然后，他们有三个选择：迁移到更大的 IBM 系统，例如 IBM 7000，安装竞争对手的系统，或者购买更多 1401。 这些选择都没有吸引力。 更改为更大的系统需要重写软件，因为旧软件无法在不同类型的机器上运行。 重写的成本很容易超过迁移到更大的机器的财务收益。 这种更改还需要对员工进行再培训或雇用熟悉新系统的新员工。 添加相同系统的更多单元同样没有吸引力，因为每个单元都需要重复的员工、设备以及硬件和软件的维护。 客户希望系统是“可升级的”或“兼容的”，这样，随着他们需求的增长，他们可以引入更大的机器，但仍然运行相同的软件和外围设备。 在 1950 年代和 1960 年代初，这是一个愿望，对于供应商来说，这是一个愿望。
IBM 的问题比客户还严重。 1401 非常受欢迎，以至于开发该系统的纽约州恩迪科特的工程师抵制了他们在波基普西的同行构建更大计算机的尝试，导致两个团队之间的竞争日益激烈。 正如一位工程师回忆的那样，“竞争如此激烈，以至于有时似乎超过了与外部竞争对手的竞争。” 由波基普西制造的系统无法运行为 1400 系列编写的程序。 想要从较小的 1400 迁移到较大的波基普西机器的客户向 IBM 施加了越来越大的压力，要求提供兼容性。 高级管理层不得不应对维持六种不兼容产品线的研发费用，以及培训 IBM 员工销售和维护如此多系统的费用。
人们越来越一致认为，IBM 需要减少到一个系统，以简化生产、降低研发成本，并提高与越来越多的竞争对手的竞争力。 如果客户必须在 1960 年代初进行升级，他们可以很容易地迁移到竞争对手的机器，因为无论如何他们都必须重写他们的软件。
兼容性的威力在 1960 年秋季得到了证明，当时 IBM 推出了功能更强大的 1410 来取代 1401。 1401 的软件和外围设备与较新的机器配合使用。 客户和 IBM 销售人员都喜欢这个事实。 波基普西的工程师即将完成一套四个计算机的工作，这些计算机被称为与 7000 兼容的 8000。
为了让 S/360 启动，T. Vincent Learson 迫使 IBM 内部的工程派系进行合作。照片：IBM
主管未来产品开发的制造和开发副总裁是 T. Vincent Learson，也被称为 Vin 或 T.V.。 他是一位才华横溢的问题解决者，他知道自己必须迅速行动以打破恩迪科特和波基普西之间的竞争。 时任 IBM 首席执行官的 Thomas J. Watson Jr. 后来描述了发生的事情：“他通过应用一种名为‘磨蚀性互动’的管理技术来实现这一点。 这意味着迫使人们交换立场：从小型计算机部门抽出顶级工程师，并让他成为大型计算机部门最佳开发团队的老板。 很多人认为这就像选举赫鲁晓夫担任总统一样有意义。”
Learson 用 Bob O. Evans 取代了负责 8000 项目的波基普西经理，Bob O. Evans 曾担任 1401 和 1410 的工程经理。 Evans 赞成所有未来产品的兼容性。 在他担任新职位 90 天后，Evans 建议停止 8000 的工作，并让两个站点开始工作“以开发一个完全有凝聚力的产品线”。 他还为所有未来的系统提出了一个大胆的新基础技术，称为 Solid Logic Technology (SLT)，以使 IBM 的机器更具竞争力。
领导 8000 设计团队的 Frederick P. Brooks Jr. 进行了反击。 Evans 和 Brooks 是强大的对手。 这两位工程师都在 IBM 拥有多年的工程和产品开发活动经验，他们口齿伶俐，深受员工和高级管理层的尊重。 Brooks 的级别不如 Evans 高，因此 Learson 请来 Jerrier A. Haddad 来研究 Evans 和 Brooks 提出的方法，Haddad 在过去两年中一直负责高级工程开发部门。 Haddad 建议采用 Evans 的想法，Learson 在 1961 年 5 月终止了 8000 项目。
Bob Evans 立即要求 Brooks 制定兼容计算机系列的计划。 Brooks 惊呆了，但他接受了，至此，这两个工程社区停止了争执并开始合作。 公司里仍然有反对者，但这并不重要——通往通用系统的轨迹已经设定。
Bob O. Evans（左）建议取消 IBM 较大的 8000 大型机，转而采用新的兼容计算机系列。 领导 8000 设计的 Frederick P. Brooks Jr.（中）对此表示反对，但 Jerrier A. Haddad（右）站在 Evans 一边。 然后 Evans 要求 Brooks 从事新系列的工作，该系列成为 S/360。照片：IBM
Learson 还任命生产 1400 的通用产品部门总裁 John W. Haanstra 担任一个内部工作组的主席，该工作组名为 SPREAD（代表系统编程、研究、工程和开发），Evans 担任副主席。 Brooks 后来加入了该工作组。 1961 年 12 月，该小组提出了其技术建议。
他们的报告呼吁使用五台兼容的计算机，标记为 处理器（定义为计算机、其内存和连接到外围设备的通道）。 一个处理器的软件和 外围设备 将与所有其他处理器一起工作。 该计划要求在计算机和外围设备之间使用标准硬件和软件接口，例如在连接到计算机的 磁盘驱动器 和磁带驱动器之间，以便在安装新的处理器时不必更换外围设备。 这些建议成为 System/360 的基础。
由于很多东西都是新的，因此处理器将与 IBM 现有产品不兼容。 这是一个非常重要的点。 迁移到新的 IBM 机器的客户只需重写一次现有软件即可进入新系统的路径。
然后，IBM 得到了一个幸运的突破。 正如一位工程师写道的那样，“几乎奇迹般地，[Evans] 的新产品线愿景通过最后一刻的技术成就得以挽救。 1963 年年中，波基普西和恩迪科特实验室的工程师开始探索在计算机的控制存储器中添加特殊微码的可能性，以提高其在模拟早期 IBM 计算机时的性能。” 此功能将允许 1401 软件在拟议新系统的两个较小型号中运行，只是速度更快。 销售人员加入了进来，其高管开始向研发和制造管理层施压，要求尽早推出新的处理器。
正如 Watson 在他的回忆录中回忆的那样，他意识到了其中的利害关系：
从一开始，我们就面临两个风险，其中任何一个都足以让我们彻夜难眠。 首先是协调新系列的硬件和软件设计工作。 我们在美国和欧洲各地的工程团队同时从事六个新处理器和数十个新外围设备的工作……但最终所有这些硬件都必须插在一起。 软件仍然是一个更大的障碍。 为了使 System/360 具有共同的个性，数百名 程序员 必须编写数百万行计算机代码。 从来没有人解决过如此复杂的编程工作，工程师们面临着巨大的压力才能完成它。
第二组问题涉及制造新系统的电子元件。 电子行业开始研究 集成电路，而新的计算机将充满这些新元件。 为了保持独立性，IBM 必须自己制造。 事实证明，这是一个昂贵的命题。
最终，包括 Watson 和董事会在内的公司管理委员会深吸一口气，批准了 SPREAD 的建议。 IBM 在其历史上最疯狂的旅程中起飞了。
IBM 无法隐藏正在发生的事情。 新员工涌向恩迪科特、波基普西和其他实验室和工厂。 客户听到了谣言，计算机媒体正在猜测，而 GE、Honeywell、Sperry Univac 和其他地方的高管都在试图预测 IBM 会做什么。
在 IBM，似乎没有人对新系统的进展感到满意。 在许多情况下，工程、制造、销售和公司员工每周工作 100 小时。 工程师将婴儿床搬进了他们的办公室。 当 Watson 停下来看看编程的进展情况时，一位工程师朝他大喊让他出去，这样他才能工作。 IBM 的董事长赶紧撤退。
1964 年 4 月 7 日，一辆从纽约市中央车站开出的火车将记者送往波基普西，IBM 董事长 Thomas J. Watson Jr. 在那里正式发布了 System/360。照片：IBM
所有这些都在 1964 年 4 月 7 日美国东部时间中午公开。 超过 100,000 名客户、记者和技术人员在美国 165 个城市会面，而其他人则在接下来的几天内在世界各地聚集在一起聆听新闻。 正如 Watson 在波基普西的新闻发布会上宣布的那样，这是“该公司历史上最重要的产品发布”。
System/360 的 44 个外围设备中，有 2311 磁盘存储驱动器。 每个可移动磁盘包存储 7.25 兆字节。照片：Mark Richards/Computer History Museum
在那一天，IBM 推出了令人难以置信的 150 个新产品：6 台计算机； 44 个外围设备，包括磁带驱动器、磁盘驱动器、打印机 和控制单元； 并承诺提供使所有设备协同工作所需的软件。 新闻资料包有一英寸厚，描述所有机器、组件、软件及其安装和操作的手册超过 50 英尺长。
System/360 的核心特征当然是其兼容性。 不断增长的数据中心可以安装一台小型 360 计算机，稍后升级到更大的计算机，而无需重写软件或更换外围设备。 一旦熟悉了该系统，就不必学习更多来处理升级。 选择 360 这个名称是为了暗示 360 度的想法，涵盖所有内容。
在 S/360 发布后的第一个月，全球客户订购了超过 100,000 个系统。 为了将这个数字放在上下文中，在同一年，在 英国、整个西欧、美国和日本，总共安装了略多于 20,000 台任何类型的计算机。 承诺在 1965 年第三季度交付较小的机器，在 1966 年第一季度交付较大的机器。 公告和发货日期之间的延迟使客户有时间决定要购买哪些型号、获得批准和预算、计划在哪里放置它们、培训员工、完成软件修复等等。 随着 4 月份的公告，IBM 为自己赢得了两年的时间来实现其承诺，并让竞争对手措手不及。
从 4 月 7 日 到公司开始向客户交付机器的这段时间里，IBM 进入了其历史上最危险、最紧张和最具挑战性的时期。 该公司花费了 50 亿美元（今天约合 400 亿美元）来开发 System/360，这在当时超过了 IBM 一年的收入，并且最终将雇用超过 70,000 名新员工。 每个 IBM 员工都相信失败意味着 IBM 的死亡。
正如 Watson 后来回忆的那样，“[4 月 7 日] 展出的并非所有设备都是真实的； 有些单元只是用木头制成的模型。 我们向我们的客人解释了这一点，因此没有欺骗。 但这是一种危险的偷工减料——不是我认为应该做生意的方式——并且令人不安地提醒我，在我们能够称该项目为成功之前，我们还有多远的路要走。”
Watson 指派他的兄弟 Arthur 管理未来的工程和制造。 Learson 将负责新系统的销售，“拧紧我们销售人员的尾巴”。 Tom Watson Jr. 认为 Learson 的任务更加艰巨。 客户转换为其他人的机器而不是 S/360 的风险让 Watson 非常担心。
IBM 承诺在 1965 年第三季度开始交付第一批 S/360 机器。 几乎立即出现生产问题。照片：IBM
随着 S/360 的订单数量不断增加，1965 年要求制造部门将产量翻一番。 一位生产经理表示这是不可能完成的，并被更换。 质量下降。 例如，SLT 中的一些电子电路不完整，因此 电子 无法到达它们应该去的地方。 到年底，质量控制部门已经扣押了 25% 的所有 SLT 模块，导致生产停滞。
通过 S/360，IBM 推出了其固态逻辑技术 (SLT)，这是集成电路的前身。 1965 年将 S/360 的产量翻一番导致四分之一的 SLT 模块出现缺陷。照片：IBM
在解决了这些问题之后，1966 年的生产得以继续进行，生产了 9000 万个 SLT 模块，而上一年仅生产了 3600 万个。 IBM 在波基普西以南的东菲什基尔开设了一家新工厂，该工厂制造的半导体设备比全球所有其他制造商的总和还要多。 生产还扩展到了位于佛蒙特州伯灵顿和法国科尔贝-埃索讷的新工厂。
为了解决铁氧体磁芯存储器的制造问题，IBM 于 1965 年在科罗拉多州博尔德建立了一家工厂。 但是，依靠日本工人的精湛技艺，才能将存储器的产量提高到所需的数量和质量。
S/360 的铁氧体磁芯存储器也证明了制造起来极其棘手。 该平面包含 1,536 个存储器磁芯。照片：Mark Richards/Computer History Museum
随着制造业成为一项全球性的努力，在协调活动和制造机器方面出现了新的问题。 Arthur Watson 在管理 IBM 在美国境外的小型 工厂 方面拥有一些经验，但在解决工程问题方面没有任何经验，更不用说开发和制造方面的大规模全球问题了。 他力不从心，他的兄弟要求他解决这些问题。 与此同时，Learson 和他的销售团队希望对产品线进行额外的改进。 Learson 和 Arthur 之间的关系完全恶化。 1964 年 10 月，IBM 宣布产品发货严重延误。
Tom 将 Arthur 从他的工作中调离，并将他的职责转交给 Learson，Learson 又带来了四位工程经理来解决这些问题。 他们被称为“四骑士”，拥有在全球范围内制造 S/360 并交付给客户的全部权力。 其中一位经理后来指出，他们面临的问题集合是“一场绝对的噩梦”，“一个灰色的模糊，每天 24 小时，每周 7 天——永远不在家”。 然而，在五个月内，他们解决了足够的问题，开始按时交货。 1966 年 1 月，Learson 成为 IBM 总裁。
面对无法接受的生产延误，Learson 带来了（从左到右）Henry E. Cooley、Clarence E. Frizzell、John W. Gibson 和 John Haanstra，他们解决了全球的制造问题，使 S/360 重新走上正轨。照片：IBM
Arthur 被调到副董事长一职。 他的职业生涯被毁了，并在 1970 年退休。 在他的回忆录中，Tom Watson Jr. 承认从 1964 年到 1966 年一直处于近乎持续的恐慌之中，并对他对 Arthur 的待遇深感遗憾。 “我对对待他的方式感到羞愧和沮丧…… 结果，我们通过 System/360 重塑了计算机行业，客观上来说，这是我职业生涯中最伟大的胜利。 但每当我回顾它时，我都会想起我伤害的兄弟。”
软件问题也减缓了 360 的生产速度。 早在 1963 年，软件开发人员就被描述为处于“混乱”状态。 名为 OS/360 的 操作系统 难以同时运行多个作业，这对于使 S/360 快速高效至关重要。 电信和应用程序也出现了其他问题。 编程支持成为另一个有争议的问题。
Fred Brooks 主动提供帮助，IBM 向操作系统项目增加了 1,000 人，导致该公司一年内在软件上的花费超过了 S/360 系统整个开发计划的支出。 但是，向该项目投入更多程序员并没有帮助。 根据 S/360 的经验，Brooks 后来在 The Mythical Man-Month (Addison-Wesley, 1975) 中扩展了该主题，该书仍然是计算机领域最广泛阅读的书籍之一。 该软件将花费数年时间才能完成，但最终它的工作效果足以将发货延迟限制在一个月内。
System/360 抵达日本东海银行。 在 S/360 推出后的几年里，对计算的需求大幅增长。照片：IBM
尽管存在成本和焦虑，但在 1965 年（IBM 承诺将第一批设备运送给客户的那一年），它还是设法“奇迹般地”（Watson 的话）交付了数百台中型 S/360。 它们的质量并不总是符合原始设计规范。 部件短缺、其他无法工作的部件以及充满错误的软件蔓延到许多国家。 几乎每一位初始客户都遇到了问题。
分支机构正在雇用系统工程师来提供帮助。 SE 是大学毕业生，通常拥有技术学位，他们知道如何调试软件，并协助销售人员销售和支持计算机。 SE 英勇地解决了 S/360 的软件问题，而安装设备的现场工程师则解决了硬件问题。 销售人员安抚他们的客户，而分支机构经理则努力保持员工的积极性和专注性。
尽管存在许多问题，“客户仍然以比我们建造它们的速度更快的速度订购 360”，Watson 回忆说，这迫使交货日期推迟了三年之久。 到 1966 年底，客户已经交付了九种型号的 S/360，总共 7,700 台。
IBM 的竞争对手做出了回应。 Burroughs、GE、Honeywell、NCR 和 Sperry Rand 主要在美国运营，法国的 CII 和英国的 ICT（后来的 ICI）推出了彼此的机器兼容的系统，但与 IBM 的系统不兼容。 第二个较小的群体选择制造与 IBM 兼容的机器，包括欧洲和日本的 RCA 和其他公司，他们依赖 RCA 的许可证。
NASA 购买了许多 S/360，包括位于 戈达德 航天飞行 中心的这一台。 位于休斯顿 任务控制中心 的其他几台用于监控 阿波罗 11。照片：IBM
五年后，全球安装的 IBM 计算机的库存增长到 240 亿美元，而竞争对手的库存达到 90 亿美元。 换句话说，IBM 的 S/360 大大增加了对计算的整体需求，从而提高了所有船只的性能。 在 1960 年代后半期，该行业的年增长率逐年呈两位数增长，因为成千上万的组织扩大了计算机的使用范围。 对计算的需求增长是由于 IBM 带来的技术创新，而且还因为用户积累了足够的经验来了解计算机在降低成本和执行新功能方面的价值。
IBM 也实现了增长，从 1962 年全球 127,000 名员工增加到 1971 年底的 265,000 名。 收入从 1964 年的 32 亿美元增加到 1971 年的 82 亿美元。
S/360 巩固了 IBM 在全球计算机业务中的统治地位。 一位高管被问及该公司是否会再次承担如此大型项目时回答说：“绝对不会，再也不会了。”照片：IBM
由于到 1960 年代末，S/360 是大部分计算的核心，因此其用户构成了一个他们自己的世界。 成千上万的程序员只知道如何使用在 S/360 上运行的软件。 另外数千名数据处理人员只使用过 IBM 设备，包括打孔机、打印机、磁带驱动器、磁盘驱动器和软件，在许多情况下，掌握这些设备需要数年时间。 到 1970 年代初，无论是在大西洋两岸，还是在拉丁美洲的新兴市场和日本，计算领域在很大程度上都是 IBM 的天下。
多年后，当被问及 IBM 是否会再次从事如此庞大的项目时，一位高管厉声说道：“绝对不会，再也不会了。” Watson 的反应也类似。 他在 1966 年评论说，“以我们目前的规模，我们不能再 100% 地采用任何新事物了”，这意味着任何规模都如此之大。 在 360 之后，Watson 制定了一项政策，“永远不要宣布一项需要我们将其产量的 25% 以上投入到该技术中的新技术。”
推出 S/360 的一代人在公司中仍然是独一无二的，一个与 IBM 紧密联系在一起的特殊群体。 职业生涯已经开创和中断，个人生活和婚姻也被颠覆。 IBM 员工当时并不知道他们的产品将会在多大程度上改变世界，但我们知道。
_本文基于 IBM：全球标志的兴衰与重塑 (MIT Press, 2019) 的摘录。
silicon revolutionhardwaretype:featuresoftwareibmcomputer historyibm system 360mainframe James W. Cortada James W. Cortada 是明尼苏达大学 Charles Babbage 研究所的高级研究员。 他曾在 IBM 工作 38 年，担任销售、咨询、管理和研究职位。