cpu|芯片破壁者：CPU战争三十年
20世纪八十年代初 ， 半导体行业看似稳定 ， 却在酝酿一场前所未有的变化 。
当时 ， 政府与军事订单中的大型机依旧是市场主流 ， 日本公司凭借存储器如日中天 。 芯片的日子似乎一片平静 。 但在太平洋东岸的硅谷 ， 有一些人却在准备把半导体行业整张桌子掀掉 。
如果从最终的市场结果来看 ， 这场行动可以被简单定义为微型计算机兴起 ， 大型计算机衰落 。 但在PC进入千家万户的巨变最终达成前 ， 各路人马还需要做很多准备 。 比如微型存储、操作系统、显示设备、软件开发等等 。
而在芯片领域 ， 最关键的准备就是微型处理器——也就是今天人尽皆知 ， 每家都有 ， 并且成为国际科技博弈核心的——CPU 。
CPU这个如今被认为是芯片产业珠穆朗玛的存在 ， 当然不是一朝建成的 。 在它的崛起与成型中 ， 有相当多的技术与产业必然性 ， 也充满了商场上兵不厌诈的征伐 。 回看CPU与家用计算机的历史纷争 ， 对于理解今天的芯片产业规则至关重要 。
而这一切 ， 要从IBM筹划进入微型计算机市场说起 。
如今IBM已经退出了PC市场 ， 但长期以来人们在谈论PC时 ， 会认为是IBM奠定了它的基本形态与产业规律 。 与苹果的封闭战略不同 ， 80年代初的IBM破天荒地打算用开放生态与产业合作的方式完成PC生产 。 而当时硅谷能够提供微型处理器的最佳选择 ， 就是诺伊斯、摩尔、格鲁夫从仙童出走后创立的英特尔 。
早在1971年 ， 英特尔就制造了第一款4位处理器4004 ， 随后不断进化 ， 到1978年已经发布了16位处理器8086 。 1981年 ， 蓝色巨人IBM选择将8086衍生出的8088作为自身产品的处理器 ， 这在后来被称为“英特尔有史以来最伟大的胜利” 。
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当时参与这个选择的所有人可能都不会想到 ， 一个行业标准就此诞生 ， 一场美国反超日本的半导体战争宣告打响 ， 一个PC和互联网支撑的时代随之到来 。
英特尔和AMD的CPU ， 支撑了整个信息化革命 ， 支撑了我们每个人对电脑和网络的认知 ， 改变了人类的工作效率和信息获取方式 。
也随着那个选择 ， 英特尔和AMD两家公司开始了30年的征战 。
“文泰来”传奇
在2016年 ， 中国科技界曾经热议一个名叫“文泰来”联盟的东西 。 这名字听上去像一家南方老字号或者一位广东武术家 ， 但其实是两家硅谷老字号——也就是微软的Windows操作系统+英特尔CPU组成的Wintel联盟 。
联盟的起因 ， 还是IBM在80年代初准备进军微型机市场 。 当时苹果已经与摩托罗拉的CPU合作 ， 取得了先发优势 。 IBM想要后发先至 ， 就必须拿出点出人意料的东西 。 IBM的选择是利用生态合作的力量 ， 让自身的微型机产业充分开放 ， 各家公司都可以拿出自身擅长的东西加入这个市场 ， 以联盟的方式抢占苹果的市场份额 。
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这个举措之下 ， 两家公司马上开始了表演 。 首先是坐拥当时微处理器最前沿与核心技术的英特尔 ， 终于在8086时代找到了IBM这个商业化大靠山 。 并且由于IBM的支持和开放态度 ， 大量软硬件企业都来兼容适配英特尔的架构 ， 这也导致英特尔在此后一举成为行业龙头 。
差不多同一时间 ， IBM选择了微软来为微型机提供操作系统 。 如果说英特尔的中选有充沛的技术必然性 ， 那么微软的上位在当时还颇有侥幸 。 IBM原本打算自己开发系统 ， 但被微软方面巧妙说服了 。 由于开发时间紧迫 ， 微软还购买了另一个操作系统QDOS的使用权来加速开发 ， 最终给IBM带来了Microsoft DOS 。 这段历史也成为微软发展的最大转折点 。
说回到英特尔的CPU 。 之所以英特尔能不断取得成功 ， 与当时IBM-英特尔-微软合作架构有重要关系 。 首先IBM的开放策略真的非常开放 ， 只提标准需求 ， 不向下游合作方要求技术捆绑 。 这导致英特尔的CPU和计算架构变成了行业标准 ， 但IBM却仅仅是一家主机厂商 。 虽然IBM也进行了一系列自主研发 ， 但在底层技术中的突破始终不太顺利 。 最终结果是IBM的选择培养起了“文泰来”联盟两大怪兽 ， 但其PC市场却率先衰落了 。
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再一个就是“文泰来”联盟本身的价值 。 英特尔与微软 ， 一个在硬件一个在软件 ， 看似各自为政 ， 但却从南北两侧卡死了整个PC产业 。 从最开始同为IBM供应商 ， 到后来两家内部达成了惊人的默契 。 比如英特尔的CPU更贵 ， 微软就把Windows降价促销搞捆绑销售；微软不断推出更加消耗内存的操作系统与软件 ， 英特尔就把内存加大适配系统 。 两家的策略就是高度互补 ， 让消费者和PC厂商选择一家的同时也必须选择另一家 ， 最终导致80、90年代PC崛起中出现了“双寡头”格局 ， 一度占据PC市场90%以上的份额 。
文泰来联盟的意义是多方面且富有历史争议的 ， 有人说其扼杀了PC市场的竞争 ， 有人说他们联手才把PC推向全世界 。 但不管怎么说 ， “文泰来”联盟给PC行业快速打造了一个标准化底座 ， 各个软硬件厂商与开发者得以无障碍进入这一新兴市场 。
在英特尔的核心技术与文泰来联盟的商业手腕双加持下 ， CPU很快成为了芯片产业的核心 。 而它影响最深远的副产品 ， 就是x86架构 。
x86 ， 统治与纷争
美国对中国不断加码科技封锁之后 ， 到底哪个影响最严重？如果这个问题在街头访问 ， 受访者大概率会脱口而出是手机芯片 ， 但如果问科技业内人士 ， 回答很可能是x86 。
英特尔获得IBM订单 ， 结成文泰来联盟 ， 给芯片产业内带来的最大影响是英特尔的x86架构开始成为行业默认的标准 。
而这件事其实并不完全靠英特尔的推动 。 事实上 ， IBM在发放处理器订单时 ， 已经开始提防英特尔会趁机做大 ， 携CPU以自重 。 于是标准动作是找到第二供应商 ， 于是同样从仙童走出来的AMD就成为了一个很好的选择 。
与英特尔是诺伊斯、摩尔这些“八叛逆”核心人物创建不同 ， AMD的创始人桑德斯是仙童销售部出身 。 核心技术和产业洞察在当时不是AMD的强项 ， 但灵活的市场手段和获取订单的决心 ， 让AMD的基因里携带着灵活与韧性 。
作为IBM-PC的CPU第二供应商 ， AMD深知与第一供应商英特尔的关系非常微妙 。 如果真的不断推出竞争产品 ， 只会以弱攻强 ， 并且造成供应商之间的内耗 。 于是在IBM推动下 ， AMD也开始兼容英特尔的x86架构 ， 推出了大量作为英特尔追随与候补的产品 。
而这个决定 ， 也让英特尔从8086时代开始使用的x86架构不再是英特尔自己的技术 ， 而变成了行业标准 。 由x86架构确定的CPU使用范畴与升级方法 ， 也不断向后兼容 ， 吸引更多软硬件厂商加入生态 ， 最终成为整个信息时代的底层计算架构 。
今天绝大多数的PC、服务器、数据中心、超级计算机都沿用x86架构 ， 支撑着国家与社会的计算 。 这也是为什么美国一旦发起芯片封锁 ， x86是最严重的问题之一 。
8086发布时 ， 英特尔的广告语是：“开启了一个时代” 。 事实上大量科技产品都会用类似的表达 ， 非常套路 。 然而8086虽然很快过去 ， 但其使用的x86架构 ， 却如实开启了一个统治力无比强大的时代 。
但是x86的开放性和生态性是一把双刃剑 ， 其好处在于让英特尔立于不败之地 ， 可以一次次碾压妄图发起的挑战；但另一方面x86也容纳了众多公司进入其内部 ， 引发了x86体系内无穷的竞争 。 围绕CPU这个利益制高点 ， 英特尔和AMD随后展开了x86架构内长达三十年的近身肉搏 ， 这可能也是x86诞生之初万没想到的 。
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英特尔并未能避免竞争 ， 哪怕是在自家的x86架构领域 。 比如被x86培养起来的AMD ， 很快就变成了英特尔的“大麻烦” 。
祸出386
从某种意义上来说 ， 我们可以把80到90年代初的英特尔和AMD ， 想象成不情愿被抄作业的学霸 ， 与班主任指明可以抄的第二名 。
为了拿下IBM的大订单 ， 英特尔在早期无奈对AMD以及其他CPU厂商公开了技术秘密 ， 但心里显然是不舒服的 。 这种矛盾在1986年爆发 ， 就是芯片历史上著名的一场官司：386争夺案 。
英特尔1985年推出的386 ， 可能是中国人最早了解的一代CPU 。 它在当时属实强悍的性能 ， 直接把PC带入了32位时代 。 后来英特尔认为386的推出 ， 是PC行业发展中的革命性转折点 。
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这么好的东西一出 ， AMD等以模仿见长的“友商”当然要选择跟上 。 但在286时代AMD的份额已经开始让英特尔忧心 ， 386再来一次显然不能忍 。 于是发布同一年 ， 英特尔断然中止了履行五年的技术合作协议 ， 废止了AMD生产386的权利 ， 独家生产最新的CPU 。
这一招“过河拆桥”直接把AMD打懵了 ， 被逼无奈之下只能诉诸法律 。 随后这在芯片官司众多的80年代里 ， 演变成了激烈程度、复杂程度都远超想象的巨型司法事件 。 几百名证人、几千件证物的轮番轰炸下 ， 历时三年AMD终于胜诉 。 但英特尔也开始了芯片官司败诉方的传统艺能——拖下去 。
又足足拖了五年 ， 直到1994年英特尔才把AMD的386生产许可还回去 。 但此时的386已经成为了一种古董 。
经此一役 ， 英特尔成功摆脱了自IBM订单时代就贴身上来的竞争者 ， 成功在产业升级中一马当先 。 但英特尔可能没想到 ， AMD的反击才刚刚开始 。
AMD的反扑时代
在长达八年官司中吃尽了苦头 ， 直接损失数千万美金 ， 市场损失难以估量的AMD ， 最终认清了这样一个道理：亦步亦趋的模仿没有出路 ， 随时被人釜底抽薪 。 只有自主设计研发才有未来可言——这个道理今天国人应该也已经明白了 。
1995年 ， AMD发布了K5处理器 ， 与英特尔的Pentium展开直接竞争 ， 这是AMD的第一款自主设计CPU；第二年 ， AMD收购了另一家CPU制造商NexGen ， 极大提升了研发能力 ， 并且获得了一系列新的x86兼容协议 ， 以此开启了与英特尔的进一步竞争 。 同时 ， AMD还不断在美国本土与欧洲布局大型晶圆厂 ， 从研发到制造全线加码 。
1997年 ， 被认为是英特尔与AMD常年竞争的一个分水岭 。 这一年 ， 英特尔突然宣布放弃自身打造已经相对成熟的Super7架构 ， 推出Slot1架构以进军100MHz外频的全新市场 。
英特尔的这一举措非常激进 ， 形如放弃了经营成熟的土地 ， 另找地方拓荒 。 归根结底 ， 英特尔已经厌倦了自己开拓新架构 ， 然后AMD等公司亦步亦趋跟上来的局面 ， 打算以新架构一举铲除隐患 。
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但是新架构本身可能才是隐患 。
芯片产业就是如此 ， 往往一步走错满盘皆输 。 英特尔的体量当然不至于溃败 ， 但一个冒进的选择 ， 马上就被竞争对手抓住了机会 。 看到英特尔放弃Super7架构 ， AMD的判断是不去跟随 ， 继续深耕Super7 ， 继而发布了广受好评的K6芯片 ， 实现了与英特尔主力产品正面竞争不落下风 。
一个关键节点的变化之后就是一通连环操作 。 1998年 ， AMD宣布与摩托罗拉合作开发全新的半导体制造技术 ， 为此后的工艺升级做出了准备 。 1999年 ， AMD发布了K7 芯片 ， 率先跨过了1GHz的大关 ， 实现了性能上超越英特尔 。
从几年前还在打能不能兼容对方架构的官司 ， 到一举成为行业领先 ， AMD的反扑印证了半导体格局往往看似严密 ， 但变化也就发生在瞬息之间 。
进入21世纪 ， 英特尔自身的麻烦不断 ， 新产品也陷入了与AMD的拉锯战中 。 双方在2004年还上演过“真假双核”的世纪难题 。 而另一个关键变局 ， 是2003年AMD发布了K8芯片 ， 这是CPU历史上首次实现了64位处理器运行 ， 标志着AMD在与英特尔的30年战争中完成了历史意义的领先 。
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在今天 ， AMD和英特尔的CPU哪个更好 ， 已经变成了甜粽子咸粽子一样的难题 。 起因或许就是K8的划时代意义 ， 让AMD不再被视为模仿者和追赶者 。
但是AMD并没有在CPU的宝座上稳坐多久 ， 因为另一场战役开始了 。
钟摆战役
不久之前 ， 美国封杀抖音的海外版TikTok引发了科技界的热议 。 而在十几年之前 ， 这个类似钟表“滴答”声的词已经在科技圈广为传颂 ， 那就是英特尔在2006年对AMD开启的Tick-Tock反击战 。
进入21世纪 ， 多核CPU成为了英特尔与AMD竞争的核心 。 围绕如何实现多核并联 ， AMD和英特尔选择了不同的软硬件路线 ， 这导致双方旗舰产品往往会展现出相当程度的差异化 。 而以核心技术起家的英特尔 ， 在多线程的差异化竞争上展现出了更强的控制力 。
2006年 ， 英特尔推出了著名的酷睿2处理器 ， 实现了40%的效能增长 ， 并且极大降低功耗 。 这一技术实力的突破 ， 让AMD在性能上的优势荡然无存 ， 甚至出现了酷睿2上市 ， AMD的X2一夜暴降的“惨剧” 。
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更令人惊叹的是 ， 酷睿2仅仅是英特尔“钟摆计划”的开始 。 根据这个计划 ， 英特尔将每两年一次定时完成性能、功耗与工艺上的进步 。 这样消费者、硬件厂商与供应链可以准确预判英特尔的产品走向 ， 从而极大提升整个产业链的效率 。
在芯片产业 ， 精准的迭代升级可以被理解为带着枷锁跳舞 ， 这让英特尔的对手不得不跟随 ， 也都走向了快速升级的道路 。 然而自身研发与制造能力可能无法适应这种高速运转 ， 于是又纷纷在疲于奔命中走上了不归路 。
时至如今 ， “钟摆模式”依旧是芯片产业内饱受争议的现状 。 一方面它让芯片产业高速升级 ， 疯狂运转；同时为了维持这种高速 ， 产业界无暇喘息 ， 艰难应付 。 很多体量与综合实力不足 ， 但具有特色的半导体公司被淘汰 ， 全球产业链分工进一步碎片化和流程化 ， 芯片变成了一个不能有短板的残酷竞争 。
回到CPU之战 ， 钟摆战役成功把AMD逼退回第二位置 ， 让英特尔的市场占有率遥遥领先 。 但失去了充分竞争的CPU战场 ， 就与饱和了的PC市场一样 ， 走进了另一种意义上的黄昏 。
莫测的未来
进入2010年之后 ， 智能移动终端开始崛起 。 英特尔的判断失误和布局问题 ， 导致其错失了这个时代变迁 。 ARM架构的崛起让x86无法延伸到移动端 ， 高通、苹果、华为最终走到了4G时代的移动芯片三强 。
与此同时 ， CPU市场营收伴随PC的饱和而滑落 ， 数据中心和物联网成为新的变数 。 在这个阶段 ， 微软正在越来越多拥抱云与AI ， 与英特尔的“文泰来”联盟出现了种种割裂的迹象 。 而AMD与英特尔的竞争 ， 也开始不被业界重视——可能让两家体量极大公司数十年战争最终和解的方式 ， 就是争夺的利益最终变成了寂寞 。
但是另一方面来看 ， 变革的声音正在加剧 ， 但英特尔的核心技术优势依旧岿然不动 ， 以至于变成了一种底层资源 ， 一种计算的规则 。
这里面很大原因在于 ， 英特尔和AMD你来我往数十年的产业纷争 ， 带动了各行业容纳到x86的产业体系里 。 竞争愈发激烈 ， x86的可用性就越强 ， 活力就越充足 。 规则逐渐清晰 ， 生态涓滴而聚 。 用一代人的时间凝聚下的产业份额、技术优势和生态规则 ， 不可能在朝夕间被推翻 。
CPU之战的另一面 ， 是在双方的各自胜负里 ， 外界看到了大量芯片战场上的“兵法” 。 比如如何寄居于开放生态完成从弱到强 ， 如何最大化将技术势力变成商业武器 。
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不下牌桌 ， 等待机会 ， 突破技术上限 ， 拥抱产业变化 ， 可能是赢得一场芯片之战的四个核心要素 。 在今天 ， PC、手机、服务器、物联网市场开始面临一系列全新变局 ， AI带来了智能化的计算任务变革 。 芯片产业竞争逐渐出现产业多变化、国家干涉等复杂局面 ， 摩尔定律的物理极限逐渐清晰 。 风云变幻 ， 似乎一触即发 。
图灵奖得主大卫·帕特森与约翰·汉尼斯认为 ， 接下来将是计算架构更新的黄金十年 。
【cpu|芯片破壁者：CPU战争三十年】芯片的硝烟 ， 从未散去过 。
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