CPU发展路上的争夺战
- 2013-11-1 18:10:17
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:杨璐
- 作者:
【电脑报在线】处理器是计算机的心脏,它决定了计算机的各种能力特别是运算速度。计算机的更新换代首先体现在处理器的更新换代,谁领导了处理器,谁便领导了计算机的新潮流。争夺计算机的领导权,往往表现在争夺处理器的领导权,下面不妨让我们回顾一下在CPU发展路上颇有纪念意义的“夺权”之战。
处理器是计算机的心脏,它决定了计算机的各种能力特别是运算速度。计算机的更新换代首先体现在处理器的更新换代,谁领导了处理器,谁便领导了计算机的新潮流。争夺计算机的领导权,往往表现在争夺处理器的领导权,下面不妨让我们回顾一下在CPU发展路上颇有纪念意义的“夺权”之战。
一、英特尔、AMD曾经的兄弟
所有与CPU相关的故事,最初的起始时间点都是1971年10月,那是英特尔公司成立后的第四个年头----英特尔推出了一个代号为“4004”、史上第一个CPU, 当时英特尔在4004年广告中宣称这款产品将开创“集成电子——芯片上的微型可编程计算机的新纪元”。
在4004初战显威后,英特尔很快又在1972年推出了8位的8008,1974年推出了史上首款真正意义上的通用CPU——8080。有趣的是,在早期英特尔与其他对手血拼的时候,AMD不但不是它的竞争对手,还是它的生意伙伴。AMD当时的行业定位是充当半导体产品第二供应商的角色,这有点类似于富士康----代工。恰好在1982年,英特尔为了取得IBM的处理器定单,在IBM的要求下将其CPU的关键技术如x86技术授权给了AMD来生产x86系列处理器,如8088和80286等。
事实上,英特尔在CPU上最早的竞争对手是Zilog,这家公司的创始人是英特尔早期的员工,泰德·霍夫在开发4004时的同事——费德里科·费根,这位参与了4004、8008、8080开发工作的英特尔前员工自立门户后推出了名为Z80的CPU与英特尔的8080竞争,当然它不是英特尔的对手。英特尔在CPU领域面对的第一个真正强大的对手是摩托罗拉,后者于1975年推出了M6800,而在此后一直到80年代中期,英特尔的80x86系列和摩托罗拉的680x0系列是那时CPU市场上最具竞争力的产品。不过老成的摩托罗拉对于市场的应变能力不足,很快就败给了敢于冒险和以创新为天性的英特尔。
二、兄弟反目,AMD推K6迎来转折点
俗话说“商场没有永远的朋友”。在AMD拿到286的授权并生产自家的286芯片之后,英特尔意识到AMD正逐渐对自己的地位构成威胁。1985年,英特尔突然发难、中止了5年与AMD签订的技术合作协议,独家生产386处理器。尽管最后AMD胜诉,英特尔又以各种各样的理由拖延,一直到1994年才发给AMD有关生产386的许可,此时此刻386早就是“过气明星”了。而且从1985年推出80386处理器开始,英特尔不再允许AMD参考其设计了。AMD只能山寨英特尔的处理器,如AMD的386以及随后的486处理器基本上可以说是英特尔处理器山寨版本。随着英特尔处理器架构复杂性的增加,AMD要走山寨之路显得不再现实。虽然AMD后来创造了第一种由自己原创设计的x86芯片K5,性能大致上能与奔腾相比;但这种芯片直到1996年才上市,比Pentium Pro晚了一年,市场反应并不理想。
这时,一家名为NexGen的小型硅谷公司却做了一件AMD没能做到的事情:凭借仅有60 人的工程师团队开发出一款“Nx686处理器”,NexGen与英特尔展开了对抗,但以NexGen当时的规模是显然是螳臂挡车。恰好时任微软首席执行官的比尔盖茨对NexGen颇感兴趣,并为NexGen与AMB牵线搭桥,最终AMD在1995年以6.15亿美元的价格收购了NexGen。在 1997年,AMD在NexGen正在开发中的Nx686处理器基础上推出了能跟英特尔奔腾II兼容的K6处理器。K6的推出对AMD来说标志着一个转折点。而且此时英特尔在推出Pentium 3时放弃了逐渐老化的Socket 7接口转而力推先进的Slot 1架构,但是这一次英特尔却打错了主意——高成本让Pentium II失了于低端PC市场,同时AGP总线技术、100MHz外频,这些原先只有在Slot 1上才能实现的技术在AMD倡导的K6-2时代也实现,最终让AMD抢得了将近30%的CPU零售市场份额。直到99年,英特尔带了采用Socket 370设计的Pentium 3猛烈反扑,才阻止AMD前进的脚步。不过,英特尔的优势并没有维持多久,因此AMD很快在99年8月份发布的基于K7的速龙(Athlon)处理器。
三、从K7到K8,AMD的狂欢时代
Athlon的K7架构绝对是一款不能忽视的产品,K7架构在性能、市场上都是取得了相当的成功。这种架构的性能表现很好,其时钟速度也从刚刚推出时的500MHz一路提高到了寿命周期接近结束时的最多2.33GHz,这使得AMD得以在时钟速度之战的时代里有能力与英特尔展开对抗。要知道,在那个时代里,不断增长的时钟速度跟今天不断扩展的CPU核心一样具有营销作用,那个时期也开启了一个全民超频的时代。
凭借着K7,在2000年AMD的净销售额达到了46亿美元,几乎较1998年翻一番,净利润达到了将近10亿美元。K7的成功并没有让AMD得意忘形,它在2000年又出人意外地推出了K8架构。K8架构给最大好处是其支持的64位x86扩展指令集,这种技术令AMD的芯片能够运行 64位操作系统,而且在运行当时标准化的32位操作系统和应用时也不会牺牲兼容性或速度。这种扩展技术后来成为了行业标准,击败了英特尔的64位安腾(Itanium)架构——英特尔甚至为其x86-64架构取得了AMD64位扩展技术的授权。在随后的几年时间里,AMD在架构方面进行了几次改动继续成功地开发了K8处理器的迭代产品,在 04年从32位到64位、在05年从单核向双核的两个重要转折时期。这个时期,英特尔几乎被打打蔫了。无论是04年6月份Nocona的被动应战,还是 05年奔腾D、Paxville、Dempsey的仓促上阵,英特尔都被对手打了一个措手不及。
到2005年, K8芯片的成功已经让AMD变得趾高气扬,这在当时这家公司的营销噱头中可见一斑。在那时,AMD向英特尔发出了“挑战书”,并宣称自己在“双核对决”中取得了胜利。在AMD于2005年针对英特尔发起的一项诉讼中,这种态度表现得最为明显:咄咄逼人的AMD指控英特尔利用自己的垄断地位阻止竞争对手进入市场,后者遭到了监管机构的调查,这对AMD来说意味着一场胜利。
四、酷睿架构,让英特尔终成霸业
对于失落的英特尔来说,2006年是一个具有划时代意义的转折年。在置疑与期待中,英特尔终于祭出了全新酷睿(Core)微处理器体系架构。到2003年时,奔腾4处理器的NetBurst架构的“高频低能、高耗”的缺点已经不适用于不断增长中的笔记本市场。在这种情况下,英特尔研发了一个名为“Banias”的项目。随后,这种芯片就变成 了我们现在所知道的奔腾M处理器,这种处理器让英特尔在移动平台上大获成功。因此英特尔很快就开始着手将迅驰架构应用于台式机和服务器。这种架构提高了奔腾M处理器的时钟速度,加入了64位扩展技术,还加入双核心设计,从而为Core 2 Duo提供了基本的组成要。
英特尔在Core架构实现了几个重要的目标:它给这家公司带来了一种速度很快、节能性也很好的64位Xeon处理器,从而在服务器市场上遏止了皓龙处理器席卷而来的浪潮;它在台式机市场上摘得了性能方面的“皇冠”;高性低耗,它迅速拿来了笔记本市场绝大多数的市场份额。也就是从那时候开始,英特尔启动了“Tick-tock”(钟摆)战略计划。这个战略体系限制了新处理器或架构在制造阶段中遭遇重大问题的风险,而新的处理器迭代产品可以非常迅速地推出,以至于哪怕竞争对手拥有十分优良的架构,也无法在市场顶端停留多年时间——AMD及其K8L架构就落入了这个体系的“陷阱”。
虽然AMD也在继续不断地改进自己的芯片,但随着时间的推移,这家公司再一次慢慢被挤出了高端市,被迫只能在价格方面展开竞争,这跟AMD在早期面临的困境如出一辙。因此,从2009年起,AMD走上了与英特尔截然不同的道路——把重点放在GPU部分,强调异构运算。
写在最后:
可以说,在处理器发展过程中,技术创新是取胜的根本。正是凭借不断创新,英特尔已经大大领先其对手,这让他有足够的资金和精力去抢占移动/笔记本市场,低功耗高核显处理器的研发,超极本概念的提出,X86手机的面世……英特尔正把触爪伸向这些新兴的科技领域,以谋求更大的市场空间,但它也迎来了一个新的挑战者,那就是ARM…… 
一、英特尔、AMD曾经的兄弟
所有与CPU相关的故事,最初的起始时间点都是1971年10月,那是英特尔公司成立后的第四个年头----英特尔推出了一个代号为“4004”、史上第一个CPU, 当时英特尔在4004年广告中宣称这款产品将开创“集成电子——芯片上的微型可编程计算机的新纪元”。
在4004初战显威后,英特尔很快又在1972年推出了8位的8008,1974年推出了史上首款真正意义上的通用CPU——8080。有趣的是,在早期英特尔与其他对手血拼的时候,AMD不但不是它的竞争对手,还是它的生意伙伴。AMD当时的行业定位是充当半导体产品第二供应商的角色,这有点类似于富士康----代工。恰好在1982年,英特尔为了取得IBM的处理器定单,在IBM的要求下将其CPU的关键技术如x86技术授权给了AMD来生产x86系列处理器,如8088和80286等。
事实上,英特尔在CPU上最早的竞争对手是Zilog,这家公司的创始人是英特尔早期的员工,泰德·霍夫在开发4004时的同事——费德里科·费根,这位参与了4004、8008、8080开发工作的英特尔前员工自立门户后推出了名为Z80的CPU与英特尔的8080竞争,当然它不是英特尔的对手。英特尔在CPU领域面对的第一个真正强大的对手是摩托罗拉,后者于1975年推出了M6800,而在此后一直到80年代中期,英特尔的80x86系列和摩托罗拉的680x0系列是那时CPU市场上最具竞争力的产品。不过老成的摩托罗拉对于市场的应变能力不足,很快就败给了敢于冒险和以创新为天性的英特尔。
二、兄弟反目,AMD推K6迎来转折点
俗话说“商场没有永远的朋友”。在AMD拿到286的授权并生产自家的286芯片之后,英特尔意识到AMD正逐渐对自己的地位构成威胁。1985年,英特尔突然发难、中止了5年与AMD签订的技术合作协议,独家生产386处理器。尽管最后AMD胜诉,英特尔又以各种各样的理由拖延,一直到1994年才发给AMD有关生产386的许可,此时此刻386早就是“过气明星”了。而且从1985年推出80386处理器开始,英特尔不再允许AMD参考其设计了。AMD只能山寨英特尔的处理器,如AMD的386以及随后的486处理器基本上可以说是英特尔处理器山寨版本。随着英特尔处理器架构复杂性的增加,AMD要走山寨之路显得不再现实。虽然AMD后来创造了第一种由自己原创设计的x86芯片K5,性能大致上能与奔腾相比;但这种芯片直到1996年才上市,比Pentium Pro晚了一年,市场反应并不理想。
这时,一家名为NexGen的小型硅谷公司却做了一件AMD没能做到的事情:凭借仅有60 人的工程师团队开发出一款“Nx686处理器”,NexGen与英特尔展开了对抗,但以NexGen当时的规模是显然是螳臂挡车。恰好时任微软首席执行官的比尔盖茨对NexGen颇感兴趣,并为NexGen与AMB牵线搭桥,最终AMD在1995年以6.15亿美元的价格收购了NexGen。在 1997年,AMD在NexGen正在开发中的Nx686处理器基础上推出了能跟英特尔奔腾II兼容的K6处理器。K6的推出对AMD来说标志着一个转折点。而且此时英特尔在推出Pentium 3时放弃了逐渐老化的Socket 7接口转而力推先进的Slot 1架构,但是这一次英特尔却打错了主意——高成本让Pentium II失了于低端PC市场,同时AGP总线技术、100MHz外频,这些原先只有在Slot 1上才能实现的技术在AMD倡导的K6-2时代也实现,最终让AMD抢得了将近30%的CPU零售市场份额。直到99年,英特尔带了采用Socket 370设计的Pentium 3猛烈反扑,才阻止AMD前进的脚步。不过,英特尔的优势并没有维持多久,因此AMD很快在99年8月份发布的基于K7的速龙(Athlon)处理器。
三、从K7到K8,AMD的狂欢时代
Athlon的K7架构绝对是一款不能忽视的产品,K7架构在性能、市场上都是取得了相当的成功。这种架构的性能表现很好,其时钟速度也从刚刚推出时的500MHz一路提高到了寿命周期接近结束时的最多2.33GHz,这使得AMD得以在时钟速度之战的时代里有能力与英特尔展开对抗。要知道,在那个时代里,不断增长的时钟速度跟今天不断扩展的CPU核心一样具有营销作用,那个时期也开启了一个全民超频的时代。
凭借着K7,在2000年AMD的净销售额达到了46亿美元,几乎较1998年翻一番,净利润达到了将近10亿美元。K7的成功并没有让AMD得意忘形,它在2000年又出人意外地推出了K8架构。K8架构给最大好处是其支持的64位x86扩展指令集,这种技术令AMD的芯片能够运行 64位操作系统,而且在运行当时标准化的32位操作系统和应用时也不会牺牲兼容性或速度。这种扩展技术后来成为了行业标准,击败了英特尔的64位安腾(Itanium)架构——英特尔甚至为其x86-64架构取得了AMD64位扩展技术的授权。在随后的几年时间里,AMD在架构方面进行了几次改动继续成功地开发了K8处理器的迭代产品,在 04年从32位到64位、在05年从单核向双核的两个重要转折时期。这个时期,英特尔几乎被打打蔫了。无论是04年6月份Nocona的被动应战,还是 05年奔腾D、Paxville、Dempsey的仓促上阵,英特尔都被对手打了一个措手不及。
到2005年, K8芯片的成功已经让AMD变得趾高气扬,这在当时这家公司的营销噱头中可见一斑。在那时,AMD向英特尔发出了“挑战书”,并宣称自己在“双核对决”中取得了胜利。在AMD于2005年针对英特尔发起的一项诉讼中,这种态度表现得最为明显:咄咄逼人的AMD指控英特尔利用自己的垄断地位阻止竞争对手进入市场,后者遭到了监管机构的调查,这对AMD来说意味着一场胜利。
四、酷睿架构,让英特尔终成霸业
对于失落的英特尔来说,2006年是一个具有划时代意义的转折年。在置疑与期待中,英特尔终于祭出了全新酷睿(Core)微处理器体系架构。到2003年时,奔腾4处理器的NetBurst架构的“高频低能、高耗”的缺点已经不适用于不断增长中的笔记本市场。在这种情况下,英特尔研发了一个名为“Banias”的项目。随后,这种芯片就变成 了我们现在所知道的奔腾M处理器,这种处理器让英特尔在移动平台上大获成功。因此英特尔很快就开始着手将迅驰架构应用于台式机和服务器。这种架构提高了奔腾M处理器的时钟速度,加入了64位扩展技术,还加入双核心设计,从而为Core 2 Duo提供了基本的组成要。
英特尔在Core架构实现了几个重要的目标:它给这家公司带来了一种速度很快、节能性也很好的64位Xeon处理器,从而在服务器市场上遏止了皓龙处理器席卷而来的浪潮;它在台式机市场上摘得了性能方面的“皇冠”;高性低耗,它迅速拿来了笔记本市场绝大多数的市场份额。也就是从那时候开始,英特尔启动了“Tick-tock”(钟摆)战略计划。这个战略体系限制了新处理器或架构在制造阶段中遭遇重大问题的风险,而新的处理器迭代产品可以非常迅速地推出,以至于哪怕竞争对手拥有十分优良的架构,也无法在市场顶端停留多年时间——AMD及其K8L架构就落入了这个体系的“陷阱”。
虽然AMD也在继续不断地改进自己的芯片,但随着时间的推移,这家公司再一次慢慢被挤出了高端市,被迫只能在价格方面展开竞争,这跟AMD在早期面临的困境如出一辙。因此,从2009年起,AMD走上了与英特尔截然不同的道路——把重点放在GPU部分,强调异构运算。
写在最后:
可以说,在处理器发展过程中,技术创新是取胜的根本。正是凭借不断创新,英特尔已经大大领先其对手,这让他有足够的资金和精力去抢占移动/笔记本市场,低功耗高核显处理器的研发,超极本概念的提出,X86手机的面世……英特尔正把触爪伸向这些新兴的科技领域,以谋求更大的市场空间,但它也迎来了一个新的挑战者,那就是ARM…… 
本文出自2013-11-04出版的《电脑报》2013年第43期 E.硬件DIY
(网站编辑:pcw2013)
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