華山論劍只剩二雄?　那些年的X86 CPU(上)

OverLord

什么是X86 CPU？

我們每天接觸的電腦，幾乎都是以X86架構為基礎的，當然，蘋果自去年發布的新電腦產品中首次使用7ARM架構的M1芯片，算是打破了家用電腦的傳統（注：微軟Surface曾經推出過ARM版產品，但是并未成為主流），成為另一種主流電腦CPU。

現在常說的X86 CPU，實際上說的是X86構架——準確說是一種指令集構架家族的稱呼，它起源自1978年由英特爾推出的8086CPU，該系列較早期的處理器名稱是以數字來表示80×86。由于以“86”作為結尾，包括英特爾8086、80186、80286、80386以及80486乃至以后的CPU都是這樣一個命名規律，因此其架構被稱為“X86”。

開創時代的8086

英特爾的第一款產品是4位的4004 CPU，1971年發布，這款CPU是全球第一款微型處理器，但是，它并不屬于X86構架。在此之后英特爾還推出了多款CPU產品，但都不屬于X86構架。8086項目起始于1976年5月，是英特爾公司當時更為看重的16位的iAPX 432微處理器的備份項目。8086一方面要與Motorola、Zilog、National Semiconductor等公司的16位、32位微處理器競爭市場份額，另一方面也是對Zilog Z80在8位微處理器市場上的成功的回擊。由于采用了與8085微處理器近似的微體系結構與物理實現工藝，8086項目進展相當快。這款開山之作基本就是“唯一”的存在，當時并沒有任何第三方來制作同樣規格的產品。隨后于1979年，英特爾又推出了英特爾8088，它在芯片的外部連接椎使用8位資料總線（允許使用更廉價和更少集成電路）的支持，成為8086的一個低成本的簡化產品，并用在IBM電腦的原始設計中的CPU（包括廣為人所知的IBM PC XT）中而被人知曉（理論上講，現在所有的個人電腦都可以稱為IBM兼容機）。

但是，當時的英特爾話語權并不高，一切都要仰人鼻息——財大氣粗的IBM固然采用了8088CPU作為個人電腦的核心部件，但是也產生了一個問題，IBM當時的政策要求他們所使用的芯片至少要有兩個貨源。在同樣的安排下，AMD之后開始生產80286，在1982年，AMD與英特爾簽約，成為得到許可的8086與8088制造業者和第二貨源生產商。至此，X86 CPU不再只是“一家之言”，大戲開幕了。

戰國開端80486

在經歷了8026至80386的時代，X86 CPU還是只有英特爾和AMD兩個廠商在同一賽道上競爭。1989年4月10日，英特爾在拉斯維加斯電腦大展上首度發表集成有120萬個晶體管的80486 CPU——這也是最后一個以80×86命名的CPU產品。80486集成了緩存、浮點運算單元，是現代CPU的第一個“完成體”（但沒有集成核心顯卡）。

也正是80486系列處理器（注：同一時期英特爾還推出了沒有浮點運算單元的80486SX/SX2 CPU）的出現，讓個人電腦市場迅速發展，這個時期，其他廠商也紛紛看到了“財源”，陸續推出了自己的兼容型產品，諸如Cyrix、德州儀器、聯華電子、NexGen等，當然，還有與英特爾一路同行至今的AMD。

這些CPU廠商也多以80×86的命名方式“蹭熱點”（數字不能注冊成為品牌，也就不具有排他性），面對這么多“兼容”CPU讓英特爾頭疼不已。所以在此之后，英特爾為了避免這個問題，推出了Pentium（奔騰）品牌而不是稱之為80586的CPU，終結了CPU的數字命名法則。

最后的狂歡

在英特爾推出Pentium之后，X86 CPU市場進入了歷史上的“巔峰”——CPU廠商如雨后春筍般出現，都想來一杯羹，這其中包括的企業多達10家。作為具有技術支配地位的英特爾當然不甘心，隨著X86 CPU的知識產權壁壘越來越高，法律武器無疑是最好的選擇之一。巔峰之后即下坡，在此之后，X86 CPU就剩下英特爾、AMD、Cyrix三個廠商了，時至今日，Cyrix已泯然眾人矣。當然，除了授權之外，CPU的技術復雜程度也決定了后來者會越發艱難，時至今日能夠進行競爭的企業已是鳳毛菱角了。而這一時期，也正是Socket 7接口最后的輝煌，可以說，英特爾80486使用的Socket 7接口為第三方CPU公司提供了無限可能，又因為Slot 1/Slot A接口的出現而被終結。

歷史塵埃中的“玩家”

IDT

IDT旗下的Centaur（半人馬）于1995年4月成立，最初是只有40人團隊的初創公司，正如他們的名字一樣，最初Centaur的方向也是一分為二：一半MIPS一半X86。然而很快，IDT就發現了這樣不切實際，畢竟對于一個初創企業來說，業務專精才是唯一出路。于是他們在湊出40人的研發團隊后，用了不到1年時間專攻X86CPU，很快就完成了WinChip C6的研發，并于1996年7月成功在Windows 95下開機運行。當然，WinChip C6這么快就能被開發出來也是有原因的——別家科技公司研發CPU是向上研究，而Centaur則是換了一條思路，如何簡化CPU。結果可想而知，Winchip C6的性能極為孱弱，可以說，除了便宜和低功耗之外，Winchip C6毫無優勢。

時間不等人，盡管CPU有著驚人的豐厚利潤，但面對市場激烈的競爭IDT還是有些吃不消。于是在1999年9月16日，VIA從IDT手中以5100萬美元價格并購了Centaur，至今依然是VIA的子公司，從始至終，Winchip一共就只有Winchip C6、WinChip 2/2A/2B、WinChip 3幾款產品，以及一個胎死腹中的WinChip 4。在此之后，就是以VIA的名義生存了。

IBM

IBM研究過自己的X86 CPU？答案是真的，這就是PowerPC 615！這顆CPU是頗為神奇的一款產品，PowerPC 615是IBM在1994年發布的PowerPC處理器，但從未達到量產上市的水準，簡單說，就是胎死腹中。它的主要功能是在芯片上集成X86核心，從而使處理器可以在本地直接處理PowerPC和x86指令。在PowerPC 615上運行的操作系統可以選擇執行32位、64位PowerPC指令、32位x86指令或三者的組合，性能耗損很小。

那么，它久經是如何胎死腹中的呢？答案極為簡單——微軟拒絕給予支持，也就是說，即便PowerPC 615擁有X86核心，依舊無法使用WindOWS操作系統。這也是IBM絕無僅有的一次涉足X86 CPU市場，僅僅是匆匆過客（注：但是很多CPU的先進技術特性都是始自于IBM）……

UMC

UMC聯華電子也是分羹X86 CPU市場的一員，1994年，聯電推出了第一顆與英特爾80486兼容的CPU：Green CPU，據資料顯示，其CPU性能甚至超出同等級英特爾及AMD CPU30%以上。該CPU一經上市，就被英特爾起訴了——理由當然是侵犯了英特爾的80486相關專利。最終，同樣是庭外和解的結局，聯華電子也終止了這款Green CPU的生產。

注：聯華電子可不是浪得虛名，除了代工芯片生產外，它孕育的企業多如牛毛，例如大名鼎鼎的聯發科（MediaTek）、硅統科技（SIS）、聯詠科技（Novatek）、聯陽半導體（ITE）、智微科技（JMicron）都是脫胎于聯華電子。

C&T

Chips and Technologies簡稱C&T，它推出CPU還是在80386時代，發布的型號為Super386 38600DX/38600SX（注：當時幾乎所有的CPU都是依照英特爾的80×86方式命名）。不過比較特別的是它生產的CPU封裝方式有別于英特爾、AMD采用的方式，為144-Pin PGA方式，所以無法兼容。也是因為這個問題，它無法成為市場主流。

不過C&T的成就其實并不在CPU上，而是在獨立顯卡——它是第一個研發出獨立顯卡芯片的廠商。也正因如此，1997年英特爾出資收購了C&T，獲得了2D顯示核心技術，也就是說，現在英特爾的核顯乃至最新的獨顯，都是源自于C&T。

下期待續