在 1980 年代，一家苏格兰音响公司制造了一台名为“Rekursiv”的计算机，它在硬件中实现了内存安全检查、垃圾回收和统一持久化存储等功能，这些理念在当时看来极为超前。然而，由于遇上了通用处理器性能飞速提升的“杀手级微处理器”时代，该项目最终以商业失败告终。尽管如此，Rekursiv 的核心设计理念，例如为特定工作负载定制芯片，在近四十年后，随着摩尔定律的终结，正重新成为行业的主流方向。这表明，Rekursiv 在技术方向上的判断几乎完全正确，只是不幸地选错了推出的年代。
一家音响公司造了台电脑
Linn Products 是一家以其高端黑胶唱机 Sondek LP12 而闻名的格拉斯哥公司。在 80 年代初，公司创始人 Ivor Tiefenbrun 对他们工厂使用的软件系统感到极度不满。他希望创建一个系统，能将工厂里从零件到成品的每一个实体物品，都映射为一个软件对象，以追踪其完整生命周期。
为了实现这个目标，Linn 组建了一个团队，开发了一种名为 LINGO 的面向对象语言。然而，这种语言在当时的主流硬件（VAX 计算机）上运行得太慢了。Tiefenbrun 的结论是：问题不在于软件，而在于硬件。 于是，Linn 决定自行制造能够高效运行 LINGO 的计算机。
- 该项目由计算机科学家 David Harland 领导，他们设计了一套名为 “Rekursiv” 的定制芯片。
- 这个名字源于其一个核心特性：微码指令可以递归调用自身，这在传统 CPU 中是无法实现的。
- 1984 年，Linn Smart Computing 公司成立，并获得了政府约 1000 万英镑的投资，开始将设计变为现实。
彻底的“对象化”设计
Rekursiv 的奇特之处在于，它从硬件层面彻底贯彻了面向对象的思想。程序员甚至编译器都无法直接看到内存地址。
- 硬件内存安全：每个对象都有一个 40 位的唯一编号。名为 OBJEKT 的核心芯片负责将这个编号转换为物理地址，并在每次访问时在硬件层面检查类型和边界。这意味着你无法意外地溢出一个数组或伪造一个引用。
- 芯片级垃圾回收：由于只有 OBJEKT 芯片知道对象的物理位置，因此可以自由地移动对象。Rekursiv 将垃圾回收机制也集成到了芯片中，可以在程序运行时，在后台自动整理内存，而上层应用毫无察觉。
- 统一持久化存储：内存和磁盘被视为一个单一的对象存储空间。如果程序需要的对象不在内存中，处理器会暂停，等待外部磁盘控制器将其调入内存，然后再继续执行，整个过程对程序是透明的。
- 可加载的指令集：Rekursiv 没有固定的指令集。你可以根据所使用的编程语言，为其加载最合适的微码指令集。Linn 为 C、Prolog、Scheme 等多种语言提供了支持。
Linn 声称其性能惊人，例如创建 Lisp 的 CONS 单元速度是 Symbolics 工作站的二十倍。但这些数据均来自 Linn 自己的模拟，从未得到独立验证。
“杀手级微处理器”的攻击
尽管 Rekursiv 的设计理念在学术上很有传承，但它出现的时机却非常糟糕。
在 Rekursiv 投入研发的同时，RISC（精简指令集计算机）的理念正迅速崛起。1980 年，Patterson 和 Ditzel 的论文指出，简单的指令集、配合优秀的编译器和缓存，可以比复杂的指令集运行得更快。
Rekursiv 的核心前提在其产品问世前四年，就已在理论上被颠覆。当 Rekursiv 在 1988 年推出时，市场已被 SPARCstation 和 386 等高速发展的商用处理器所主导。这些通用芯片的性能以每年约 52% 的速度野蛮增长，这一时期被称为“杀手级微处理器”的攻击。
最终，Rekursiv 在性能上无法与当时的新工作站抗衡。整个项目只生产了大约二三十块板卡，大多流向了大学，而其最初的目标——自动化 Linn 自己的生产线——从未实现。项目的结局也颇具戏剧性：在一系列财务和人事纠纷后，项目负责人 David Harland 辞职，并将他手中的硬件和备份资料扔进了运河。
四十年后，理念全面回归
这个故事之所以值得重温，是因为 Rekursiv 的每一个核心设计决策，在今天看来都极具前瞻性，甚至已成为行业前沿。
- 硬件内存安全：Rekursiv 的理念与今天 Arm 的 CHERI 架构（Morello 项目）如出一辙，即通过硬件强制实现指针的边界和权限。微软安全团队认为，这种技术可以从根本上消除超过三分之二的内存安全漏洞。
- 硬件辅助垃圾回收：Azul Systems 等公司曾尝试通过定制硬件来解决 Java 的垃圾回收停顿问题，这证明了将 GC 视为架构层面的问题是有价值的。
- 统一持久化存储：从 IBM 的 System/38 到英特尔失败的 Optane，再到如今的 CXL 内存技术，业界一直在尝试实现内存与存储的融合。
- 为工作负载定制芯片：这是最重要的一点。随着摩尔定律放缓，通用处理器的性能增长停滞。谷歌的 TPU、Cerebras 的晶圆级引擎等 领域特定架构（DSA） 正是 Rekursiv 理念的现代体现：为特定计算（如今是线性代gebra而非 Smalltalk）打造最高效的硬件。
核心教训：抽象高于实现
为什么拥有同样理念的 IBM System/38 取得了成功，而 Rekursiv 却失败了？关键在于 抽象层。
把理念置于芯片之上，它们就能比任何特定的芯片活得更久。把理念焊死在芯片里，它们的寿命就和那块芯片的制程节点一样长。
IBM 将其设计理念实现在一个名为 TIMI 的“技术独立机器接口”的虚拟指令集中，底层可以适配任何处理器。而 Linn 则将理念直接固化在了四块特定的芯片上。另一个例子是 ARM，它成功的不是某款具体的芯片，而是其授权的指令集架构这一 抽象。
Rekursiv 的故事是一个经典的案例：一个团队在技术上看得非常准，但在周期上判断得非常离谱。他们因过早地坚持一个正确的理念而失败。如今，曾经扼杀它的经济规律已经逆转，为特定工作负载设计芯片的成本大幅降低，时机再次成熟。Rekursiv 的理念用了近四十年才重新浮出水面，这一次，我们的任务是确保这些优秀的芯片不会再被扔进水里。