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ARM与x86的发展历程以及变化。从1978年开始的PC帝国,以Intel最终战胜AMD为标志,正式步入后PC时代。这个帝国的成员们各司其职,在可预料的未来中这个帝国并无大事。Intel会一代又一代代推出新的PC处理器,Tick-Tock计划[i]将如期而至。每一年都是平淡的一年。 在半导体领域,Intel继续一览众小。Intel依然无奈。半导体领域霸主的无奈在于只要PC依然重要,罗伯特•诺伊斯所创建的这个公司就不会有太大的忧虑;半导体领域霸主的无奈在于对手并不在半导体领域,或者说对手是剩余的所有。 ARM处理器的崭露头角正在开创一个属于更多参与者的帝国。在不远的将来这个新的帝国与PC帝国间必有一战[ii]。我们无法预知x86或是ARM获胜,却可以感受这个世界正在发生的变化。世间最可怕的事,莫过于等待。有些人愿意去预测,去揣度,去逃避无休止的等待,结果即便是上帝不经意间的偶然,也依然执着,愿意为逼近明天而重温历史。也许已经发生的和正在发生的事情,揭示了未来。
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ARM 与 x86 之 1--Wintel 帝国
从 年开始的 帝国,以 最终战胜 为标志,正式步入后 时代。
这个帝国的成员们各司其职,在可预料的未来中这个帝国并无大事。 会一代又一代代
推出新的 处理器, 计划[i]将如期而至。每一年都是平淡的一年。
在半导体领域, 继续一览众小。 依然无奈。半导体领域霸主的无奈在于只
要 依然重要,罗伯特 诺伊斯所创建的这个公司就不会有太大的忧虑;半导体领域霸主
的无奈在于对手并不在半导体领域,或者说对手是剩余的所有。
! 处理器的崭露头角正在开创一个属于更多参与者的帝国。在不远的将来这个新
的帝国与 帝国间必有一战[ii]。我们无法预知 "# 或是 ! 获胜,却可以感受这个世
界正在发生的变化。世间最可怕的事,莫过于等待。有些人愿意去预测,去揣度,去逃避
无休止的等待,结果即便是上帝不经意间的偶然,也依然执着,愿意为逼近明天而重温历
史。也许已经发生的和正在发生的事情,揭示了未来。
Wintel 帝国
$
%&'
是 $ 和 的合成词。$ 指使用 "# 处理器[iii]并运行着
$ 的处理器系统。在 $ 这个词汇中, 占有更多的字符,也是 $
的主体。
$ 诞生是一个自然的过程。几十年前,一个富有朝气的公司选择了另外一个富有
朝气的公司。在他们所涉及的应用领域中,打遍天下无敌手,创建了令所有对手望而生畏
的时代,一个只属于这两个公司的时代,$ 帝国时代。帝国有着铁血般纪律,组成部
件各司其职,互不渗透,有功必赏,有过必罚。帝国没有衰退的前兆,也没有太多不和谐
的声音。
在 帝国中, 是处理器的最重要的供货商, 占据着为数不多的市场份额,
更少的一部分份额留给了台湾的 ([iv]。 处理器大多使用 $ 操作系统,也有
些 安装着其他操作系统,如 )*" 和 +,。在中国,预装 )*" 系统的这些 机,
在购买后,基本上会被重新安装。在国外,使用 )*" 系统的也不过是一些爱好者。
)*" 给 $ 帝国的运行制造了一些困难,却没有触及帝国的根本。
帝国的日常经营由一些
-./-.0*1**2 厂商、
-/-**2厂商和 +-, 厂商协助打理。因为 )*" 的存在,
还出现了一些 -,(/-,(2,如 !、34**/2和 ,*,.。这些
-,( 将来自开源社区的代码与 )*" 内核集成为 )*" 发布包,提供给 -. 使用。
帝国的 -. 也都是一些知名公司,如 ,5,,)6 和 * 等。
- 多集中在台湾。+-, 厂商数量并不多,却也能及时地为这些 -.7- 服务。
整个 帝国协调有序发展。
帝国内也有些出人意料之外的事件。第一个尝试 处理器,昔日的 -. 霸主
10 悄然离去。 从一个网络直销商,一夜间横空出世。+ 将 业务转移给
了 )6。 日益壮大。新人来,旧人去, 帝国依然是铁打的营盘。
的领导人进行了多次更替,先是罗伯特 诺伊斯,后是戈登 摩尔,安迪 格罗夫,
克雷格 贝瑞特,到现在的保罗 欧德宁。诺伊斯和摩尔无论是技术还是商业都有领袖才能。
诺伊斯是集成电路的发明者。摩尔创造的定律至今尚不过时,这个定律更是一个商业定律,
引导着 一代又一代的工程师为捍卫理想,奋勇向前。
格罗夫是 的第一个员工,特殊的经历决定了他独特的性格。有人说如果他母亲
碍着了他,他也会把她解雇。 的前两代领导人恐怕不会这么做。也有人说诺伊斯过于
慈善,这使得格罗夫的闪亮登场成为必然。帝国需要有人苛刻一些,严厉一些。
严明的纪律使 度过了 # 年的寒冬。 从存储器领域过渡到处理器领域,
甩脱了在其后紧随,随时可将之超越的日本人
%8'
。这个决策拯救了 。多年之后,更加
拼命,更加执着的韩国人在存储器领域战胜了日本人。格罗夫留给 的“唯偏执狂才能
生存”是许多员工的座右铭,当然真正的偏执狂并不认同这句话。前三界领导人的性格互补,
使得 渡过难关,日益壮大。
9 年, 遇到了创建以来的第一次危机,存储器危机。在上世纪七十年代,
是存储器芯片的主要提供商。在那个年代 在存储器领域的市场占有率几乎是
::;,远超过 今天在 领域的市场占有率。
从上世纪 : 年代起, 的存储器危机初露端倪。日本人迅速掌握了存储器设计与
生产这个门槛并不是很高的技术核心,借助其特有的高效与后发优势,在短短的两三年时
间,大肆吞噬着 在存储器领域的市场份额。 几乎从一个存储器领域的统治者沦
落为二流存储器芯片供应商。
9 年, 的存储器芯片在库房里堆积如山。# 年, 迎来了自公司创
建以来的第一次亏损。格罗夫与摩尔对此早已先知先觉。
< 年,格罗夫在一次公司会议中问摩尔,“如果我们无法渡过这次危机,被迫下台,
下一届领导人将怎么做?”。
“他们将抛弃存储器业务。”摩尔回答着。
“我们为什么不自己动手?”
%8'
。
也许格罗夫在科技的前瞻性上无法与摩尔相比,但是他如岩石的执着,如烈火的果敢,
化解了 面临的第一场危机, 开始进入寻常百姓家。从 今天在 领域的领
袖地位上看,格罗夫这个决策似乎顺理成章。而只有将历史回溯到 < 年时,我们才能
更加容易地体会到格罗夫的艰难与不得已。
在那个年代,中小型机大行其道。. 公司的 (= 机是所有处理器厂商难以逾越的
高峰, 半导体的 #> 处理器如日中天。很少有人相信 能在处理器领域有
所作为。在那个年代, 推出的每款处理器都是学术界奚落的对象。# 年 推
出的 8# 处理器遭到了整个学术界的诟病。这些学者的这些技术观点多数是对的。从技术
的角度上看,8# 处理器并不成熟,也给 留下了向前兼容[v],这个堪称伟大的包袱。
技术并不是早期 "# 处理器的长处。在上世纪 : 年代至 : 年代,几乎全部处理器
都被技术上绝对领先,绝对强势的 1 系列处理器[vi]压得喘不过气来。竞争对手每推
出一个处理器芯片,. 都会推出另外一个强大到令人放弃追赶的新一代 1。
真正的优势是格罗夫虽百折而不挠,我行我素,笼罩当世的大气魄。
年,格罗夫成为 的第三任 .-,与另外一个耀眼的企业领袖比尔 盖茨联
手创建了 $ 这个事实上的铁血联盟。无论是 还是 都不承认 $
联盟的存在,却无法否认这个词汇在整个处理器行业制造的恐慌与肃杀[vii]。在那个时代,
对于在帝国之外妄图涉足 领域的厂商,$ 这个词汇本身就是一个魔咒,使之望而
却步。
年,&8 岁的比尔 盖茨与 9& 岁的格罗夫第一次见面,当时的 仅有
名员工, 已经推出 :# 处理器,员工已过万人。公司间的不对等很难给比尔 盖
茨带来荣誉,两个人在个性中的共同点使得争吵时有发生。在某个晚宴上,两个人的争吵
引起了所有人的关注,包括在厨房工作的服务人员。格罗夫能够有条不紊地尽享美餐,而
盖茨却吃饱了一肚子气
%8'
。
在许多情况下,公司间的合作与领导人的恩怨无关。格罗夫与盖茨间的不和谐并不影
响 和 在各自的领域成为巨人,也不影响 $ 这个事实联盟的不断前
行。从工作划分上看, 领导着 -.7- 提供底层硬件平台, 提供操
作系统和上层软件,彼此互不干扰,也没有太多的直接冲突。$ 帝国的各个成员也相
安无事。这是一段属于 帝国的美好年代。$ 联盟双方相互间存在的依赖,相互成
就了对方的事实,维持着 $ 帝国的稳定。
如同所有联盟,合作和冲突永远并存。只有面对强敌时,两个弱者间的联盟才最为可
靠,弱者一定程度的上的妥协是维护联盟的必要条件。随着 $ 帝国的前行,
不再弱小,市值逐渐超过了 ,也更加富有。掌控着底层硬件平台的
对 -.7- 却有着最大的话语权。
这一切使得 $ 帝国内部的冲突愈发频繁。 率先发难。$
?[viii]开始支持 "# 处理器的竞争对手,!, 处理器,包括 ,!8:::7!9:::@
1 和 。 多次断言 !, 处理器替代 的 "# 是大势所趋
%9'
。
面对这场危机, 开始动摇,着手研发抗衡 !, 处理器的产品,安腾/*2
和 * 处理器
[ix]
。采用向前兼容的 * 处理器在 ,6!, 的
战争中大获全胜,放弃了向前兼容的安腾最终被遗忘。* 的胜利和安腾的失败
化解了 $ 帝国面临的最大的一场危机。对“向前兼容”的依赖,使帝国的这两个重要成
员重归蜜月期。# 年,比尔 盖茨在公开场合承认,“最近的两年内,英特尔与微软在合
作方面所花的时间比前十年加在一起还要多”。
新贵对盟主地位的追求永不休止。 年 月 &: 日,A>1[x]在给盖
茨的 . 中明确地提出微软应该收购 或者 B"[xi]C/?2以对抗来自 的
威胁
%<'
。格罗夫在卸任时也承认自己犯下的最大错误就是使 过分地依赖
%8'
。近些年发生的事件[xii]更加表明 $ 联盟虽然没有分崩离析,却已貌合
神离。在 这个激烈竞争的行业里,只有后浪推前浪,没有永远的合作,更没有永远的联
盟。
格鲁夫之后,材料学出身的克雷格 贝瑞特于 年 < 月成为 的第四任
.-
%#'
。在并不长的 年任期中,他带给 的影响超越了多数评论家的想象。并不夸
张地说,如果在未来的某一天 走向衰退,贝瑞特将是始作俑者。
贝瑞特给 留下了“1B."B”的成产哲学。如果 将来要走一条富士康
或者台积电的道路,“1B."B”是必须的,而且需要更加强烈的,更加令人窒息的纪
律。这个哲学一经推出就饱受质疑。连 的员工也在质疑着贝瑞特,既然您坚持
“1B."B”,为什么还要我们“6”?
在“1B."B”的大背景下, 有史以来最失败的处理器 *( 诞生了。
过分迷信工艺的力量,使得 *( 一再挑战着 3 主频的极限。这并没有改变
*( 高频低能的结局。 的 "##9 与多核处理器几乎摧毁了 。&::#
年, 业绩步入谷底,这也改变了贝瑞特向互联网进军的蓝图。
贝瑞特接任后,开始了预谋已久的“互联网”计划。 年 . 将 ,! 内核
正式出售给
%'
。,! 内核基于 !(9,/*,
*2,由 . 和 ! 联合开发。 使用这个内核替代了自己的 #: 和
#: 处理器,在此基础上创建了基于 !(<, 的 =, 架构。
=, 架构得 正式进入了嵌入式领域。随后 大手笔推出基于 =, 架
构的一系列处理器,用于手持领域的处理器 =&:@=&<=@=&#=@=&= 和
=8==,用于网络存储的 7- 处理器 -8=@-8&=@-88= 和 -89=。
在 =, 构架的所有处理器中,= 网络处理器令思科,爱立信和华为这些通信厂
商至今还在心痛[xiii]。= 网络处理器的技术源自 ., 保留了 . 网络处理器的
整个研发团队,以 =, 架构为核心,设计了第一颗芯片 =&::
%'
。=&:: 芯片
中含有一个类“,!,::”的处理器和 # 个微引擎 ./.2。
这颗芯片的亮点是 # 个微引擎,许多研究资料
%'%:'%'
表明 =&:: 确有较强的网络
报文处理能力。一时间网络处理器也成为通信半导体厂商的宠儿, 半导体
/D2和 + 也分别收购了几个刚刚 ,*1 的公司,主推网络处理器[xiv]。
=, 构架没有获得预想中的成功。&::# 年 # 月 & 日, 将 = 系列手持处
理器作价E#:: 出售给了 6
%&'
。&:: 年 月 & 日, 将
=&::,=&9::,=&:: 这些网络处理器转交给了 ? 这个刚刚 ,
*1 的公司,并向已有的客户承诺将继续生产这些网络处理器,并持续到 &:& 年
%8'
。7-
处理器无疾而终。
=, 构架并不是贝瑞特“互联网”计划中最重要的一环。&:: 年 : 月 日,3
接纳 $= 作为 8F 标准
%9'%<'
。8F 领域增加了一个新成员,这个新成员至今还活跃在
通信领域。只是这个新成员在推广过程中的举步维艰,使得更多的人相信“在美国的某个城
市需要贴钱才能卖出去的房产,并不是最糟糕的资产,一个产品最大的悲哀并不是消亡,
而是僵而不死”。
遍览整个 史册,只有摩托罗拉的铱星计划能与贝瑞特的“互联网”计划媲美。铱星计
划的失败已经成为 + 的经典案例。 的 $= 仍在持续,只是更多的客户开始
质疑 的耐心,质疑 在 $ 帝国之外的坚忍与能力。
贝瑞特卸任前留给 有价值的是“”计划。“”是一个象声词,
如果将正弦时钟波形在音箱中播放时,可以听到连续不断的“”。 从 &::#
年 月 < 日使用已经成型的 #< 技术推出“*”,这也标志着
计划的开始
%#'
。
在 中, 指工艺的提高,从 #<,9<,8&,&&,#
和 。数学功底稍微好些的人不难发现,相邻的两个数字之间的倍数大约是
99[xv]。 继续延续着摩尔提出的“集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔 个
月便会增加一倍,性能也将提升一倍”的定律。 指 3 内核的进步,工艺的提高使
得之前只能出现在经典论文中出现的技术得以实现。 计划规划了 "# 处
理器直到 &:# 年的 !1。
C
表 C 的 计划
%'
体系结构的变化 工艺 发布时间
Tock Core Microarchitecture 65nm 2006-07-27
Tick Penryn 45nm 2007-11-11
Tock Nehalem Microarchitecture 2008-11-17
Tick Westmere 32nm 2010-01-04
Tock Sandy(Bridge(Microarchitecture expected 2010
Tick Ivy(Bridge 22nm expected 2011
Tock Haswell Microarchitecture likely 2012
Tick Rockwell 16nm expected 2013
Tock New Microarchitecture likely 2014
Tick Shrink/Derivative 11nm likely 2015
Tock New Microarchitecture likely 2016
C
的 计划已经执行到 $ 处理器,,B+ 处理器将很
快如期而至。 将以庞大的人力,充实的物力继续着这个计划。所有这一些都是贝瑞特
留给 的第五任 .- 保罗 欧德宁的。欧德宁必须有所作为。
领域再无对手的 ,目光重新锁定在嵌入式领域, 处理器应运而生。这
颗芯片上承载着 的希望,所有人都在关注 能否解开 在嵌入式领域的无
奈,嵌入式领域的另一个处理器巨头 ! 也在枕戈待旦。
$ 帝国的另一个主角 已完成政权更替。比尔 盖茨于 &:: 年 # 月 &
日正式离任
%'
。虽然比尔 盖茨强调将一如既往地关心着 的一切,并尽可能地
提供帮助, 的股东们也应该双手合十,祈祷盖兹永远不要归来。因为那时的微
软,处境绝对不会比苹果请回乔布斯时更好。
死灰复燃的苹果,咄咄逼人的谷歌,是微软挥之不去的梦魇。而最为 和
担忧的是 $ 联盟的生死。 已经提前做好准备,率先研制基于 )*"
的 4 操作系统
%'
,在 &:: 年与 ?,将 4 和 合并为
%&:'
。
对于 ,$ 和 ! 何时走到一起的讨论从 $ 诞生以来,
从来都没有停息过。 明确表示 $ 不会支持 !4 的上网本
/,+2
%&'
之后,却带来了更多有关 $ 和 ! 的传言。更多的人想知道
$ 或者 是否支持 !
%&&'
处理器。对于 !,这些期待已经不再重要。
$4-,, 的异军突起,使得 更加尴尬。此时的 ! 还需要
$ 吗?
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