有的的處理器消失了。
而有的處理器設(shè)計(jì)公司倒閉了。
當(dāng)高通、海思與聯(lián)發(fā)科為首的 IC 公司在移動(dòng)處理器領(lǐng)域積極擁抱 5 納米工藝,桌面 PC 市場(chǎng)的“宿敵”英特爾與 AMD 齊頭并進(jìn),在性能與制造工藝等方面的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入白熱化。光鮮背后也不全是精彩,而所謂成績(jī),從某種程度而言,不過是不斷試錯(cuò),站在前人肩膀的結(jié)果。
本期與非網(wǎng)《趣科技》奉上史上最差的處理器提名名單,最差標(biāo)準(zhǔn)并非簡(jiǎn)單吐槽,而是對(duì)設(shè)備運(yùn)行甚至企業(yè)商務(wù)造成致命打擊。此外,該主題也并非提倡審“差”而否定先進(jìn)。相反,或許你能從以下失敗案例中,了解巨頭諸如英特爾等如何從一片狼藉中走來,并獲得風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避與設(shè)計(jì)調(diào)優(yōu)的思考。
英特爾安騰(Itanium)處理器
生于 2001 年,卒于 2019 年 1 月 30 日。
采用 Itanium 架構(gòu)(后稱為 IA-64),作為英特爾 64 位處理器家族中的一員,立志取代 X86 架構(gòu),并在服務(wù)器與超算領(lǐng)域有所作為,也曾部署于惠普等服務(wù)器中,但最終定格在 Kittson 節(jié)點(diǎn)——Itanium 家族的最后一款處理器產(chǎn)品。
入選理由:
該處理器是推進(jìn)軟件定義 / 優(yōu)化硬件的先驅(qū)。在處理器運(yùn)行代碼前,指令調(diào)用與執(zhí)行等所有任務(wù)均由編譯器決定。換言之,編譯器自動(dòng)判別依賴關(guān)系并產(chǎn)生指令包,每個(gè)包內(nèi)的指令不存在依賴關(guān)系,所以指令集一旦公布,后續(xù)更改的難度與成本很高。
例如:每個(gè) VLIW 指令包含有三個(gè) RISC 指令,如果若干年后做出了能并行執(zhí)行六個(gè)指令的芯片,那它能同時(shí)執(zhí)行兩個(gè) VLIW 指令嗎?所有程序需重新編譯才能完全發(fā)揮芯片設(shè)計(jì)的理論效能。
更麻煩的問題是 Cache,Itanium 將可以并發(fā)的程序指令捆在單個(gè)包中,如果所需要的變量還在內(nèi)存里,處理器則無法運(yùn)行,只能等從內(nèi)存數(shù)據(jù)搬到 Cache 中。所以,Itanium 的執(zhí)行效率不會(huì)好于亂序執(zhí)行的處理器。
英特爾奔騰(Pentium)四代
生于 2000 年 11 月 20 日,卒于 2008 年 8 月 8 日。
搭載 NetBurst 架構(gòu)的單核處理器,可部署于桌面 PC、筆電及入門級(jí)服務(wù)器。代號(hào)為 Prescott 的處理器是該系列第二款產(chǎn)品,采用 90 納米制程工藝,此前系列產(chǎn)品代號(hào)為 Willamette(180 納米)。
入選理由:
Pentium 4 處理器在初代 Willamette 基礎(chǔ)上,增加近一倍的晶體管。與此同時(shí),制程工藝也從 180 縮小為 90 納米,而密集分布的晶體管導(dǎo)致其不堪重負(fù),耗電量巨大的同時(shí),存在漏電風(fēng)險(xiǎn)。
此外,Pentium 4 脫離了原有的架構(gòu)演變路線,擁有超長(zhǎng)的流水線,比上一代架構(gòu)的單核性能出現(xiàn)了倒退,為了彌補(bǔ)單核性能的倒退,拼命拉高頻率并為此配備更大的緩存。因此,其與同家族的雙核處理器 Smithfield 并稱為性能最弱的英特爾桌面處理器。
AMD 推土機(jī)(Bulldozer)FX
首發(fā)自 2011 年 3 月,卒于 2017 年 3 月 1 日。
采用 AMD Bulldozer 微架構(gòu),被稱為 AMD 首塊 8 核桌面電腦處理器,由 GlobalFoundries 代工生產(chǎn)。AMD 以此對(duì)標(biāo)英特爾的桌面電腦處理器核心 Sandy Bridge 和 Ivy Bridge。2017 年,F(xiàn)X 處理器架構(gòu)被 Zen 取代,并以代號(hào)“銳龍”繼續(xù)與英特爾的交鋒。
入選理由:
AMD 發(fā)布 Bulldozer,并計(jì)劃重用 FX 實(shí)現(xiàn)“復(fù)興”,但其實(shí)在 CPU 上已無法追上英特爾,只能通過差異化 CMT 來實(shí)現(xiàn)大吞吐,但對(duì)目前的應(yīng)用場(chǎng)景并不適合,再加上 TLB 問題,F(xiàn)X8150 很失敗,縫縫補(bǔ)補(bǔ)后發(fā)布 FX8350 與 FX9570,但是和競(jìng)品存在差距且功耗又大。
不管從市場(chǎng)還是性能表現(xiàn)等各個(gè)角度來講,推土機(jī)架構(gòu)都不算成功,甚至可以說直接影響 AMD 在處理器市場(chǎng)口碑,以至于如今 AMD 也不敢啟用曾經(jīng)象征最高性能處理器的 FX 后綴,畢竟 FX 很容易讓人聯(lián)想到推土機(jī)系列處理器。
Cyrix 6x86
首發(fā)于 1996 年,是 Cyrix 公司設(shè)計(jì)的第六代 32 位處理器,不同于英特爾與 AMD 對(duì) X86 架構(gòu)的調(diào)整與定制,該處理器仍采用初始版本的 X86 架構(gòu)。由 IBM 以及 SGS-Thomson(如今的 STMicroelectronics)代工生產(chǎn)。后因 IP 等因素影響,未成功邁入千禧年。
入選理由:
從整數(shù)編碼來看,Cyrix 6x86 運(yùn)行能力領(lǐng)先于英特爾 Pentium 處理器,但是 FPU(Float Point Unit,浮點(diǎn)運(yùn)算單元)表現(xiàn)不佳。當(dāng) Cyrix 6x86 被植入 Socket 7 主板后,出現(xiàn)明顯的性能不穩(wěn)等狀況。
此外,Cyrix 6x86 系列芯片落地后,存在導(dǎo)致設(shè)備過熱的問題,PR166(133MHZ)甚至有可能要日常降頻到 PR150(120MHZ)才能正常使用。后期 Cyrix 推出 6x86L,對(duì)發(fā)熱和功耗進(jìn)行改進(jìn),但浮點(diǎn)性能依然欠佳,與英特爾和 AMD 差距越來越大,再之后的 6x86MX/MII 均不具備競(jìng)爭(zhēng)力。
德州儀器 TMS9900
首發(fā)于 1976 年,是電子半導(dǎo)體歷史上首塊商用的 16 位單芯片微處理器,被廣泛應(yīng)用于德州儀器代號(hào)為 TI-99/4 以及 TI-99A 的家庭電腦中。時(shí)任德州儀器副總裁的 Walden C. Rhines 曾試圖說服 IBM 在個(gè)人電腦中使用 TMS9900,但 IBM 最終選擇搭載英特爾 8088。敗走個(gè)人電腦市場(chǎng)后,德州儀器將重心轉(zhuǎn)移至 TMS320 處理器。
入選理由:
上世紀(jì) 70 年代,TMS9900 對(duì)標(biāo)英特爾 8088,后者是 20 位處理器,領(lǐng)先于德州儀器的 16 位,直接導(dǎo)致在與主存交換數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什罹唷A硗猓轮輧x器未開發(fā) TM9900 的配套外圍芯片,實(shí)際運(yùn)行時(shí)與 8 位外圍芯片配合,造成處理器崩潰。
TMS9900 所采用的結(jié)構(gòu)與其他德州儀器產(chǎn)品相比,只是采用 16 位的邏輯地址空間,在其他架構(gòu)方面與八位的微處理器幾乎相同。德州儀器并沒有開發(fā)一個(gè)全新的體系架構(gòu),這在當(dāng)時(shí)是無法解決的問題。
Qualcomm Snapdragon 810
首發(fā)于 2015 年,采用四核 Cortex-A57 與 Adreno 430 GPU,并搭載臺(tái)積電 20 納米制程工藝,是高通首款使用 big.LITTLE 技術(shù)(為適當(dāng)作業(yè)分配恰當(dāng)?shù)奶幚砥鳎┬酒潜?ExtremeTech 專利作家 Joel Hruska 稱為高通最不滿意的高端 SoC 芯片。
入選理由:
包括 HTC One M9 與 LG G Flex 2 等搭載 Snapdragon 810 的手機(jī)出現(xiàn)明顯過熱,以及運(yùn)行速度放緩問題。同時(shí),采用相同架構(gòu)(Cortex A53 與 A57)的三星 Exynos 7420 處理器,在運(yùn)行至最高主頻速率時(shí),運(yùn)行流暢度遠(yuǎn)勝于 Snapdragon 810。
高通 810 的失敗同時(shí),也帶來了移動(dòng)終端市場(chǎng)分水嶺:三星憑 Exynos 7420 成為硬件之王,而 HTC、索尼、摩托羅拉終退出一線;國內(nèi)華為憑 950 趕上第一梯隊(duì);小米 5 被 810 推遲發(fā)布接近 12 個(gè)月, 銷量被華為超越。
寫在最后
其實(shí)不過短短幾十年的時(shí)間,處理器市場(chǎng)玩家的腥風(fēng)血雨反復(fù)就在昨天,而幸存下來的依然還是英特爾與 AMD(PC 端),以及高通與三星(移動(dòng)端)。
好在如今海思與聯(lián)發(fā)科加入戰(zhàn)局,而龍芯與君正等國產(chǎn) PC 處理器廠商也在試圖破局,下一個(gè) 10 年,或者 20 年,回首總結(jié)時(shí),史上最差處理器又會(huì)“花落誰家”?
? ? ? ?責(zé)任編輯:pj
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