Un ordenador hundido en un canal llegó décadas antes de su tiempo

En algún lugar del canal Forth and Clyde yace parte de un ordenador que, en retrospectiva, acertó en una cantidad sorprendente de aspectos. En 1988, el fabricante escocés de equipos de alta fidelidad Linn Products lanzó el Rekursiv, un procesador personalizado construido en torno a ideas que entonces parecían excéntricas: seguridad de memoria aplicada por hardware, recolección de basura en silicio y un almacén persistente de objetos que difuminaba la línea entre la RAM y el disco.

La máquina fracasó comercialmente. Pero casi 40 años después, muchas de sus ideas fundamentales han reaparecido en la informática convencional, desde funciones de seguridad de Arm hasta el cambio más amplio hacia silicio específico para cargas de trabajo.

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El Linn Sondek LP12

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Linn, fundada en 1972 por Ivor Tiefenbrun, era más conocida por el plato giratorio Sondek LP12. A principios de los años ochenta, la empresa hacía funcionar su fábrica con VAX-11/750 y 11/780, pero a Tiefenbrun no le gustaba el software. Quería que cada objeto físico en la fábrica tuviera un objeto de software correspondiente que siguiera todo su historial.

Eso llevó a Linn a contratar programadores y al docente de la Universidad de Glasgow David Harland para crear un lenguaje orientado a objetos llamado LINGO alrededor de 1981. Cuando LINGO resultó demasiado lento en el hardware VAX, Linn optó por una solución más radical: construir su propia máquina.

En 1984, Tiefenbrun creó Linn Smart Computing, con Marcus Tiefenbrun como director general y Harland como director técnico. La empresa se financió con dinero de Linn y unos £10 millones del Departamento de Comercio e Industria. LSI Logic fabricó cuatro matrices de puertas CMOS de 1,5 micras con 299 pines cada una: NUMERIK, LOGIK, OBJEKT y KLOK.

Qué hacía inusual al Rekursiv

El Rekursiv no solo ejecutaba código orientado a objetos. Hizo de los objetos la unidad fundamental de la máquina. Los programas nunca veían direcciones crudas. Cada objeto recibía un identificador de 40 bits, mientras que el chip OBJEKT traducía ese identificador a una ubicación física y comprobaba el tipo y los límites en cada acceso.

Eso significaba:

• los accesos fuera de límites eran bloqueados por hardware
• las referencias forjadas eran rechazadas
• los objetos podían moverse en memoria sin cambiar las referencias
• la recolección de basura podía compactar objetos vivos de forma transparente
• el disco y la memoria podían actuar como un único almacén persistente de objetos

La máquina tampoco tenía un conjunto de instrucciones fijo. Su microcódigo era cargable, de modo que el procesador podía adaptarse a distintos lenguajes. Linn suministró soporte para C; James Lothian creó un conjunto de instrucciones para Prolog; un grupo de Manchester ejecutó Scheme; y Aberdeen portó PS-algol.

Las afirmaciones de rendimiento de Linn eran ambiciosas, incluyendo una celda CONS cada dos microsegundos, veinte veces la velocidad de Lisp en una estación de trabajo Symbolics y la unificación de Prolog en una sola instrucción. Pero esas cifras procedían de las propias simulaciones de Linn, informadas por Byte en noviembre de 1988, y nunca se reprodujeron de forma independiente.

Por qué fracasó — y por qué importa ahora

El Rekursiv llegó justo cuando la industria se movía en la dirección contraria. Patterson y Ditzel ya habían defendido RISC en 1980, argumentando que conjuntos de instrucciones más sencillos y mejores compiladores vencían al hardware complejo. Para 1984, el proyecto SOAR de Berkeley había demostrado que incluso Smalltalk podía ejecutarse rápidamente en un chip relativamente simple con treinta y cinco mil transistores.

Luego la economía de productos estandarizados aplastó el proyecto. Entre 1986 y 2003, los microprocesadores mejoraron aproximadamente un 52 % anual, un periodo que Eugene Brooks, del Lawrence Livermore, llamó el "ataque de los 'killer micros'". El Rekursiv tardó cuatro años en diseñarse. Cuando apareció, el mercado ya se había orientado hacia SPARCstations, los 386 y, pronto, los 486. Según Lothian, simplemente no pudo competir con las nuevas estaciones de trabajo.

Solo se construyeron unas veinte o treinta placas, en su mayoría para universidades. No hay registro de que alguna llegara a controlar la línea de producción de Linn, el propósito original del sistema. Una comparación superviviente mostró, según se informa, LINGO de código enhebrado en un Sun-3 funcionando aproximadamente al doble de la velocidad de la placa Rekursiv diseñada para él.

Su final fue tan extraño como su diseño. Tras el Lunes Negro, que apretó las finanzas de Linn, y el fracaso de una operación de rescate, Harland dimitió después de una disputa sobre reparaciones tras un incidente en el que un furgón de reparto de Linn dio marcha atrás y chocó contra su Porsche. Al irse, arrojó su propio hardware y los medios de copia de seguridad al canal. Al menos una placa completa sobrevivió y ahora forma parte de la Jim Austin Computer Collection cerca de York.

El punto más profundo es que las apuestas del Rekursiv ya no parecen equivocadas. La seguridad de memoria en hardware ahora se parece a CHERI, desarrollado por Robert Watson y colegas en Cambridge y SRI desde 2010. Arm envió placas prototipo Morello en 2022 bajo el programa británico Digital Security by Design, y ya incluye Memory Tagging Extension en teléfonos Android. El equipo de seguridad de Microsoft dijo en 2020 que CHERI habría mitigado de forma determinista al menos dos tercios de las vulnerabilidades de seguridad de memoria que parchearon en 2019.

La recolección de basura en hardware tiene ecos en los appliances Vega de Azul Systems de los años 2000, mientras que el almacenamiento persistente de un solo nivel perduró a través de IBM System/38, AS/400 y el actual IBM i. Y la mayor idea del Rekursiv — silicio afinado para una carga de trabajo en lugar de intentar hacerlo todo a la vez — es ahora la forma de pensar estándar en la industria, visible en chips como el TPU de Google, el procesador de streaming de Groq, el motor de escala de oblea de Cerebras y el ASIC para transformadores de Etched.

La distinción más marcada de la fuente es entre ideas e implementación. IBM mantuvo vivas semánticas similares colocándolas en un conjunto de instrucciones virtuales, la Technology Independent Machine Interface (TIMI), que sobrevivió a cambios de hardware, incluida la migración a PowerPC en 1995. Linn implementó su enfoque de forma rígida en cuatro chips específicos. La abstracción perduró; las matrices de puertas no.