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浪潮之巔第五章 — 奔騰的芯(英特爾—Intel)

2009-08-27 13:49:33      吳軍

  在美國(guó)西海岸舊金山到圣荷西市(San Jose)之間,圍繞著舊金山海灣有幾十公里長(zhǎng),幾公里寬的峽谷,通常稱為硅谷。(在圖中綠線圈出來(lái)的部分)那里之所以叫硅谷并不是因?yàn)樗a(chǎn)硅,而是它有很多是使用硅的半導(dǎo)體公司,包括全世界最大的半導(dǎo)體公司英特爾公司。全世界一大半的計(jì)算機(jī)都是用它的中央處理器(CPU),它對(duì)我們?nèi)粘I畹挠绊懯呛苌儆泄究梢云车?。我們?cè)谏弦徽陆榻B了摩爾定理和安迪-蓋茨定理,其中摩爾是英特爾公司的創(chuàng)始人,而安迪.格羅夫是第四個(gè)加入英特爾并把英特爾公司真正發(fā)展成世界上最大的半導(dǎo)體公司的 CEO。今天,英特爾已經(jīng)有近十萬(wàn)人,年產(chǎn)值達(dá)三百六十億美元,市值高達(dá)一千四百億美元。三十多年來(lái),英特爾公司成功的關(guān)鍵首先是搭上了個(gè)人電腦革命的浪潮,尤其是有微軟這個(gè)強(qiáng)勢(shì)的伙伴;第二,它三十年來(lái)嚴(yán)格按照它的創(chuàng)始人預(yù)言的驚人的高速度在為全世界 PC 機(jī)用戶提高著處理器的性能,用它自己的話講,它給了每臺(tái)微機(jī)一個(gè)奔騰的芯。

  1. 時(shí)勢(shì)造英雄

  英特爾公司由戈登?摩爾(Gordon E. Moore)和羅伯特.諾伊斯(Robert Noyce)于 1968 年創(chuàng)立于硅谷。此前,摩爾和諾伊斯在 1956 年還和另外六個(gè)人一起創(chuàng)辦了仙童(Fairchild)半導(dǎo)體公司。同 IBM、DEC 和惠普等公司相比,英特爾在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)只能算是一個(gè)嬰兒。說(shuō)它是嬰兒有兩方面含義,第一,它是個(gè)人數(shù)少、生意小的小公司,第二,在八十年代以前,幾乎所有的計(jì)算機(jī)公司如 IBM、DEC 都是自己設(shè)計(jì)中央處理器,因此這些計(jì)算機(jī)公司代表了處理器設(shè)計(jì)和制造的最高水平,而英特爾生產(chǎn)的是性能低的微處理器,是用來(lái)補(bǔ)充大計(jì)算機(jī)公司看不上的低端市場(chǎng)。單純從性能上講,英特爾八十年代的處理器還比不上 IBM 七十年代的,但是,它的處理器大家用得起,不是陽(yáng)春白雪。即使在七十年代末,英特爾公司生產(chǎn)出了著名的十六位 8086 處理器,大家仍然將它看成小弟弟。在很長(zhǎng)時(shí)間里,英特爾的產(chǎn)品被認(rèn)為是低性能、低價(jià)格。雖然它的性價(jià)比很高,但并不是尖端產(chǎn)品。

  雖然 8086 是我們今天所有 IBM PC 處理器的祖宗,但是,當(dāng)時(shí)連英特爾自己也沒(méi)有預(yù)測(cè)到它的重用性。當(dāng)時(shí)英特爾公司對(duì) 8086 并沒(méi)有一個(gè)明確的市場(chǎng)定位,只是想盡可能多地促銷。IBM 只不過(guò)是英特爾當(dāng)時(shí)眾多大大小小的客戶之一。1981 年,IBM 為了短平快地搞出 PC,也懶得自己設(shè)計(jì)處理器,拿來(lái)英特爾的 8086 就直接用上了。這一下子,英特爾一舉成名。1982 年,英特爾搞出了和 8086 完全兼容的第二代 PC 處理器 80286,用在了 IBM PC/AT 上。由于 IBM 無(wú)法阻止別人造兼容機(jī),隨著 1985 年康柏(Compaq)造出了世界上第一臺(tái) IBM PC 的兼容機(jī),兼容機(jī)廠商就像雨后春筍般在全世界冒了出來(lái)。這些兼容機(jī)硬件不徑相同,但是為了和 IBM PC 兼容,處理器都得是英特爾公司的。下圖是整個(gè)個(gè)人電腦工業(yè)的生態(tài)鏈。

  可以看出在這個(gè)生態(tài)鏈中,只有作為操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商的微軟和作為處理器制造商的英特爾處于一個(gè)不可替代的地位。因此,英特爾的崛起就成為歷史的必然。這正是時(shí)勢(shì)造英雄。

  當(dāng)然,雖然信息革命的浪潮將英特爾推上了前沿,英特爾還必須有能力來(lái)領(lǐng)導(dǎo)計(jì)算機(jī)處理器的技術(shù)革命。英特爾的 CEO 安迪?格羅夫在機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)面前,最終證明了英特爾是王者。英特爾起步的八十年代恰恰是日本的十年,當(dāng)時(shí)日本股市的總市值占了全世界的一半,日本東京附近的房地產(chǎn)總值相當(dāng)于半個(gè)美國(guó)的房市總值。世界上最大的三個(gè)半導(dǎo)體公司都在日本,PC 里面日本芯片一度占到數(shù)量的 60%(注意:不是價(jià)錢(qián)的 60%)。以至于日本有些政治家盲目自大,認(rèn)為日本到了全面挑戰(zhàn)美國(guó)的時(shí)候,全世界都在懷疑美國(guó)在半導(dǎo)體技術(shù)上是否會(huì)落后于日本。但是冷靜地分析一下全世界半導(dǎo)體市場(chǎng)就會(huì)發(fā)現(xiàn),日本的半導(dǎo)體工業(yè)集中在技術(shù)含量低的芯片上,如存儲(chǔ)器等芯片(即內(nèi)存),而全世界高端的芯片工業(yè),如計(jì)算機(jī)處理器和通信的數(shù)字信號(hào)處理器全部在美國(guó)。八十年代,英特爾果斷地停掉了它的內(nèi)存業(yè)務(wù),將這個(gè)市場(chǎng)完全讓給了日本人,從此專心做處理器。當(dāng)時(shí)日本半導(dǎo)體公司在全市界掙了很多錢(qián),日本一片歡呼,認(rèn)為它們打敗了美國(guó)人。其實(shí),這不過(guò)是英特爾等美國(guó)公司棄子求勢(shì)的一招棋。1985 年,英特爾公司繼摩托羅拉后,第二個(gè)研制出 32 位的微處理器 80386,開(kāi)始擴(kuò)大它在整個(gè)半導(dǎo)體工業(yè)的市場(chǎng)份額。這個(gè)芯片的研制費(fèi)用超過(guò)三億美元,雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)在英特爾新的處理器芯片的研制成本,但在當(dāng)時(shí)確實(shí)是一場(chǎng)豪賭,這筆研制費(fèi)超過(guò)中國(guó)當(dāng)時(shí)在一個(gè)五年計(jì)劃中對(duì)半導(dǎo)體科研全部投入的好幾倍。英特爾靠 80386 完成了對(duì) IBM PC 兼容機(jī)機(jī)市場(chǎng)一統(tǒng)江湖的偉業(yè)。

  接下來(lái)到了 1989 年,英特爾推出了從 80386 到奔騰處理器的過(guò)渡產(chǎn)品 80486,它其實(shí)是 80386 加一個(gè)浮點(diǎn)處理器 80387 以及緩存(Cache)。靠 80486 的銷售,英特爾超過(guò)所有的日本半導(dǎo)體公司,坐上了半導(dǎo)體行業(yè)的頭把交椅。順便說(shuō)句題外話,今天日本的股市不到 1990 年 40%的水平,可是美國(guó)卻漲了五倍。1993 年,英特爾公司推出奔騰處理器。從奔騰起,英特爾公司不再以數(shù)字命名它的產(chǎn)品了,但是在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界,大家仍然習(xí)慣性地把英特爾的處理器稱為 x86 系列。

  奔騰的誕生,使英特爾甩掉了只會(huì)做低性能處理器的帽子。由于奔騰處理器的速度已經(jīng)達(dá)到工作站處理器的水平,高端的微機(jī)從那時(shí)起,開(kāi)始取代低性能的圖形工作站。到今天,即使是最早生產(chǎn)工作站的太陽(yáng)公司和世界上最大的計(jì)算機(jī)公司 IBM 以及以前從不使用英特爾處理器的蘋(píng)果公司,都開(kāi)始在自己的計(jì)算機(jī)中使用英特爾的或者和英特爾兼容的處理器了?,F(xiàn)在,英特爾已經(jīng)壟斷了計(jì)算機(jī)處理器市場(chǎng)。

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  2. 英特爾摩托羅拉之戰(zhàn)

  資金密集型的日本半導(dǎo)體公司終究不可能是技術(shù)密集型的英特爾公司的對(duì)手。英特爾公司迄今唯一遇到的重量級(jí)對(duì)手只有八十年代的摩托羅拉。正如同羅馬帝國(guó)的崛起是通過(guò)在布匿戰(zhàn)爭(zhēng)中打敗原有的霸主迦太基而完成的,英特爾的崛起是靠擊敗老牌半導(dǎo)體公司摩托羅拉而實(shí)現(xiàn)的。摩托羅拉成立于 1928 年,早在二戰(zhàn)期間,它就是美軍無(wú)線通信的供應(yīng)商。從六十年代起,它在通信和集成電路方面領(lǐng)先于世界。摩托羅拉比英特爾早兩年推出在小數(shù)運(yùn)算性能上五倍好于 8086 的 16 位微處理器 68000。68000 這個(gè)名字是以它集成的晶體管數(shù)目六萬(wàn)八千個(gè)而獲得的。而 8086 只有不到三萬(wàn)個(gè)晶體管。當(dāng)時(shí),不少工作站包括惠普、太陽(yáng)和已經(jīng)不存在的阿波羅等等都采用的是摩托羅拉的處理器。在英特爾搞出 80286 的同一年(1982 年),摩托羅拉推出了在性能上明顯好于 80286 的 68010,繼續(xù)作為當(dāng)時(shí)主要工作站的處理器。據(jù)說(shuō)英特爾為了和摩托羅拉競(jìng)爭(zhēng)在型號(hào)上耍了個(gè)小花招,英特爾公司第二代處理器本來(lái)應(yīng)該命名為 80186,但是英特爾將這個(gè)編號(hào)留給了一個(gè)不重要的輸入輸出處理芯片,而將它的系列處理器的編號(hào)一下跳到 80286,不懂技術(shù)的人還以為英特爾的處理器比摩托羅拉高一代。在 32 位微處理器的較量中,摩托羅拉在技術(shù)上和推出的時(shí)間上完全占了上風(fēng),它接下來(lái)的 68020 明顯好于英特爾的 80386,除了被用于主要的工作站上,68020 還并被蘋(píng)果選為麥金托什的處理器。

  這時(shí),英特爾公司從外部得到了強(qiáng)援。由于 IBM PC 兼容機(jī)的逐步普及,技術(shù)上相對(duì)落后的英特爾反而占了更多的市場(chǎng)份額。雖然,摩托羅拉后來(lái)又推出了對(duì)應(yīng)于英特爾 80486 的 68030,但是,這時(shí)各個(gè)工作站公司都開(kāi)始開(kāi)發(fā)自己減指指令(RISC)的處理器,摩托羅拉只剩下蘋(píng)果一個(gè)用戶便很難和英特爾競(jìng)爭(zhēng)了。幾年后,摩托羅拉干脆自己也加入了 RISC 的行列做起 PowerPC,十年后,隨著蘋(píng)果也開(kāi)始使用英特爾的處理器,摩托羅拉徹底推出了微機(jī)處理器市場(chǎng)。

  摩托羅拉并沒(méi)有敗在技術(shù)和資金上,八十年代以前,摩托羅拉在資金、技術(shù)各方面都明顯強(qiáng)于英特爾。在很長(zhǎng)時(shí)間里,它的處理器從性能上講要優(yōu)于英特爾的同類產(chǎn)品。摩托羅拉之?dāng)?,首先是外界微軟的因素,即英特爾有了微軟這個(gè)沒(méi)有簽約的同盟軍。但是,摩托羅拉自己在商業(yè)、管理和市場(chǎng)諸方面也有很多失誤。如果摩托羅拉自己經(jīng)營(yíng)得當(dāng),它今天應(yīng)該能通過(guò)精簡(jiǎn)指令集的處理器守住工作站和蘋(píng)果的市場(chǎng)。

  要分析摩托羅拉之?dāng)?,我們不妨?lái)比較一下英特爾和摩托羅拉這兩個(gè)公司。首先,這是兩個(gè)不同時(shí)代的公司??偛吭诿绹?guó)中部伊利諾斯州的摩托羅拉雖然也是一個(gè)高技術(shù)公司,也經(jīng)歷了八十年代的信息革命,但是它的作態(tài)完全還是五六十年代的傳統(tǒng)的公司。雖然摩托羅拉對(duì)雇員在工資和福利上待遇不錯(cuò),但是公司和員工,基本上還是傳統(tǒng)的雇傭關(guān)系,公司內(nèi)部管理層次較多,大部分員工基本上沒(méi)有多少股票期權(quán)。因此,公司的業(yè)績(jī)和員工的利益關(guān)系不大。英特爾公司則是一的典型的硅谷公司。每個(gè)員工的工作強(qiáng)度比摩托羅拉要大很多,但是每個(gè)人平均的股票期權(quán)也多很多。硅谷幾個(gè)比較好的學(xué)區(qū)的房子,不少被英特爾公司的早期員工買(mǎi)走了,而這些房子靠工資是一輩子也買(mǎi)不起的。幾年前,美國(guó)歷史頻道(History Channel)在節(jié)目中評(píng)論了中日甲午戰(zhàn)爭(zhēng)。美國(guó)的歷史學(xué)家認(rèn)為,這是兩個(gè)不同時(shí)代軍隊(duì)之間的戰(zhàn)爭(zhēng),雖然雙方武器相差不多,戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)果不會(huì)有任何懸念,因?yàn)橐粋€(gè)在專制的農(nóng)業(yè)時(shí)代后期的軍隊(duì)很難打贏一個(gè)興起的工業(yè)化國(guó)家的軍隊(duì)。英特爾和摩托羅拉之間的競(jìng)爭(zhēng)也是如此。

  第二,兩個(gè)公司的統(tǒng)帥水平相去甚遠(yuǎn)。英特爾公司八九十年代的 CEO 格羅夫雖然是學(xué)者出身,同時(shí)也是微機(jī)時(shí)代最優(yōu)秀的領(lǐng)導(dǎo)者和管理者,他幾次被評(píng)為世界上最好的 CEO。摩托羅拉公司由加爾文(Galvin)兄弟創(chuàng)辦,公司六十年代傳到了兒子手里,八九十年代傳到了孫子手里,是個(gè)典型的家族公司。俗話說(shuō)富不過(guò)三代,這話果然應(yīng)驗(yàn)在加爾文家族上,三代人可以說(shuō)是一代不如一代。孫子輩的克里斯托弗•加爾文雖然是被"選成"CEO的,但是如果他不姓加爾文,他永遠(yuǎn)不可能是摩托羅拉的 CEO,甚至進(jìn)不了工業(yè)界的高層。

  在業(yè)務(wù)上,半導(dǎo)體只是摩托羅拉的一個(gè)部門(mén),而微機(jī)處理器又只是其半導(dǎo)體部門(mén)的一項(xiàng)業(yè)務(wù),可是它對(duì)于英特爾來(lái)講卻是全部。因此,摩托羅拉即使完全退出微機(jī)處理器市場(chǎng)也不過(guò)是損失一些地盤(pán),而英特爾一旦失敗,則會(huì)面臨滅頂之災(zāi)。一般來(lái)講,華爾街總是希望一個(gè)上市公司有盡可能多的而不是單一的收入來(lái)源,摩托羅拉確實(shí)是這么做的,它曾經(jīng)在計(jì)算機(jī)的處理器、通信的數(shù)字信號(hào)處理器、對(duì)講機(jī)、BP 機(jī)、手機(jī)和電視接收器等很多領(lǐng)域發(fā)展。結(jié)果每個(gè)領(lǐng)域都很難做大。英特爾公司做事情非常專注,直到今天,它一直集中精力于個(gè)人微機(jī)的處理器上。每一代產(chǎn)品的研發(fā)都是集中大量的人力和資金,每一次都是只能成功不能失敗。這就像一把散線和一股繩,一把散線很容易被一股繩扯斷。因此,專注的英特爾最終把計(jì)算機(jī)處理器的業(yè)務(wù)做得很大、很好,而業(yè)務(wù)多元化的摩托羅拉最后除了在微機(jī)處理器上敗給了英特爾,在手機(jī)上碰到了諾基亞,在信號(hào)處理器(DSP)上又?jǐn)〗o了德州儀器(TI)。很多人問(wèn)我雅虎有沒(méi)有可能在搜索領(lǐng)域趕上谷歌,我明確地回答--沒(méi)有,因?yàn)檠呕⒉豢赡軐W⒃谶@個(gè)領(lǐng)域。有時(shí),一個(gè)好的公司不能完全按華爾街的意愿辦事。

  如果時(shí)光可以倒流,讓摩托羅拉和英特爾當(dāng)時(shí)換個(gè)個(gè)兒,即 IBM PC 采用摩托羅拉的處理器,而將服務(wù)器廠家和蘋(píng)果交給英特爾。那么二十年發(fā)展下來(lái),摩托羅拉也很難成為半導(dǎo)體領(lǐng)域的老大,因?yàn)樗鼉?nèi)部的問(wèn)題沒(méi)法解決。

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  3. 指令集之爭(zhēng)

  英特爾在微軟的幫助下,在商業(yè)上打贏了對(duì)摩托羅拉一戰(zhàn)。在接下來(lái)的十年里,它在技術(shù)上又和全世界打了一戰(zhàn)。

  當(dāng)今的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以根據(jù)指令集合分成復(fù)雜指令(CISC)和簡(jiǎn)單指令(RISC)兩種。一個(gè)計(jì)算機(jī)的程序最終要變成一系列指令才能在處理器上運(yùn)行。每個(gè)處理器的指令集不相同。有些處理器在設(shè)計(jì)時(shí)候,盡可能地實(shí)現(xiàn)各種各樣、功能齊全的指令,這包括早期 IBM 和 DEC 的全部計(jì)算機(jī),今天的英特爾和 AMD 的處理器等等。采用復(fù)雜指令系統(tǒng)的處理器芯片的好處是它可以實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜的指令,但是它存在主要問(wèn)題有兩個(gè),第一,設(shè)計(jì)復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)同樣的性能需要的集成度高;第二,由于每個(gè)指令執(zhí)行時(shí)間不一樣長(zhǎng),處理器內(nèi)部各個(gè)部分很難流水作業(yè),處理器會(huì)出現(xiàn)不必要的等待。除此之外,還有一個(gè)過(guò)去不是問(wèn)題現(xiàn)在是問(wèn)題的缺陷,就是復(fù)雜指令芯片高集成度帶來(lái)的高功耗。

  針對(duì)復(fù)雜指令的處理器的上述兩個(gè)不足之處,八十年代,計(jì)算機(jī)科學(xué)家們提出了基于精簡(jiǎn)指令集的處理器設(shè)計(jì)思想,其代表人物是現(xiàn)任斯坦福大學(xué)校長(zhǎng)、美國(guó)科學(xué)院、工程學(xué)院和文理學(xué)院三院院士軒尼詩(shī)(John Hennessy) 教授和加大伯克利分校著名的計(jì)算機(jī)教授派特森(David Patterson)院士。精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)只保留很少的常用指令并將一條復(fù)雜的指令用幾條簡(jiǎn)單的指令代替?;诰?jiǎn)指令集的設(shè)計(jì)思想是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一次革命,它使得計(jì)算機(jī)處理器的設(shè)計(jì)得到很大簡(jiǎn)化,同時(shí)由于精簡(jiǎn)指令集的處理器可以保證每條指令執(zhí)行時(shí)間相同,處理器內(nèi)各部分可以很好地流水作業(yè),處理器速度可以比同時(shí)期的基于復(fù)雜指令的處理器要來(lái)得快。精簡(jiǎn)指令集的處理器包括很多工作站的處理器和現(xiàn)在最快的 Sony PS/3 游戲機(jī)的微處理器 PS/3-Cell。

  雖然復(fù)雜指令和精簡(jiǎn)指令的處理器各有千秋,但是在學(xué)術(shù)界幾乎一邊倒地認(rèn)為復(fù)雜指令集的設(shè)計(jì)過(guò)時(shí)了,精簡(jiǎn)指令集是先進(jìn)的。尤其是美國(guó)所有大學(xué)計(jì)算機(jī)原理和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)兩門(mén)課全是用軒尼詩(shī)和派特森合寫(xiě)的教科書(shū)。在很長(zhǎng)時(shí)間里,書(shū)中以介紹軒尼詩(shī)自己設(shè)計(jì)的 MIPS 精簡(jiǎn)指令芯片為主。同時(shí),IEEE 和 ACM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的論文也以精簡(jiǎn)指令為主。英特爾設(shè)計(jì) 8086 時(shí)還沒(méi)有精簡(jiǎn)指令的芯片,否則我想,英特爾很可能會(huì)采用這種技術(shù),而不是復(fù)雜指令系統(tǒng)。而一旦走上了復(fù)雜指令這條不歸路,英特爾為了和 8086 完全兼容,在以后的 80286 和 80386 中必須繼續(xù)使用復(fù)雜指令系統(tǒng)。在八十年代中后期,不少精簡(jiǎn)指令的處理器做出來(lái)了,包括軒尼詩(shī)設(shè)計(jì)的 MIPS,后來(lái)用于 SGI 工作站,以及派特森設(shè)計(jì)的 RISC,后來(lái)用于 IBM 的工作站。精簡(jiǎn)指令芯片的速度當(dāng)時(shí)比的復(fù)雜指令的要快得多。

  到了八十年代末,英特爾面臨一個(gè)選擇,是繼續(xù)設(shè)計(jì)和以前 x86 兼容的芯片還是轉(zhuǎn)到精簡(jiǎn)指令的道路上去。如果轉(zhuǎn)到精簡(jiǎn)指令的道路上,英特爾的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)會(huì)蕩然無(wú)存;如果堅(jiān)持走復(fù)雜指令的道路,它就必須逆著全世界處理器發(fā)展潮流前進(jìn)。在這個(gè)問(wèn)題上,英特爾處理的很理智。首先,英特爾必須維護(hù)它通過(guò) x86 系列芯片在微處理器市場(chǎng)上確立的領(lǐng)先地位;但是,萬(wàn)一復(fù)雜指令的處理器發(fā)展到頭了,而精簡(jiǎn)指令代表了未來(lái)的發(fā)展方向,它也不能坐以待斃。英特爾在推出過(guò)渡型復(fù)雜指令集的處理器 80486 的同時(shí),推出了基于精簡(jiǎn)指令集的 80860。這個(gè)產(chǎn)品事實(shí)證明不很成功,顯然,市場(chǎng)的傾向說(shuō)明了用戶對(duì)兼容性的要求比性能更重要。因此,英特爾在精簡(jiǎn)指令上推出 80960 后,就停止了這方面的工作,而專心做"技術(shù)落后"的復(fù)雜指令系列。在整個(gè)九十年代,工業(yè)界只有英特爾一家堅(jiān)持開(kāi)發(fā)復(fù)雜指令集的處理器,對(duì)抗著整個(gè)處理器工業(yè)。

  應(yīng)該講英特爾在精簡(jiǎn)指令處理器的工作沒(méi)有白花,它在奔騰及以后的處理器設(shè)計(jì)上吸取了 RISC 的長(zhǎng)處,使得處理器內(nèi)部流水線的效率提高很多。由于英特爾每一種 PC 機(jī)處理器的銷量都超過(guò)同時(shí)代所有的工作站處理器銷量的總和,它可以在每個(gè)處理器的開(kāi)發(fā)上投入比任何一種精簡(jiǎn)指令處理器多的多的研發(fā)經(jīng)費(fèi)和人力,這樣,英特爾通過(guò)高強(qiáng)度的投入,保證了它處理器性能提升得比精簡(jiǎn)指令還要快。而在精簡(jiǎn)指令陣營(yíng),九十年代五大工作站廠家太陽(yáng)、SGI、IBM、DEC 和 HP 各自為戰(zhàn),每家都生產(chǎn)自己的精簡(jiǎn)指令處理器,加上摩托羅拉為蘋(píng)果生產(chǎn)的 PowerPC,六家瓜分一個(gè)市場(chǎng),最后誰(shuí)也做不大、做不好。到了 2000 年前后,各家的處理器都做不下去了,或者全部或者部分地開(kāi)始采用英特爾的產(chǎn)品了。而最早的精簡(jiǎn)指令的 MIPS 處理器現(xiàn)在幾乎沒(méi)有人用了。軒尼詩(shī)和派特森作為兩個(gè)負(fù)責(zé)任的科學(xué)家,將英特爾處理器加入到自己編的教科書(shū)中,以免大學(xué)生們?cè)偃W(xué)習(xí) MIPS 這樣的恐龍。

  英特爾經(jīng)過(guò)十年努力終于打贏了對(duì)精簡(jiǎn)指令集的處理器之戰(zhàn)。需要強(qiáng)調(diào)的是,英特爾不是靠技術(shù),而是靠市場(chǎng)打贏的此戰(zhàn)。英特爾的表現(xiàn)在很多地方很值得圈點(diǎn)。首先,英特爾堅(jiān)持自己系列產(chǎn)品的兼容性,即保證以往的軟件程序肯定能在新的處理器上運(yùn)行。這樣時(shí)間一長(zhǎng),用戶便積累了很多在英特爾處理器上運(yùn)行的軟件。每次處理器升級(jí),用戶原來(lái)的軟件都能使,非常方便。因此大家就不愿意輕易更換其它廠家的處理器,即使那些處理器更快。而其它處理器生產(chǎn)廠家這點(diǎn)做的都沒(méi)有英特爾好,它們常常每過(guò)幾年就重起爐灶,害得用戶以前很多軟件不能用了,必須花錢(qián)買(mǎi)新的。時(shí)間一長(zhǎng),用戶就換煩了。第二,英特爾利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì),大強(qiáng)度投入研發(fā),讓業(yè)界普遍看衰的復(fù)雜指令集處理器一代代更新。在九十年代初,英特爾的 x86 系列和精簡(jiǎn)指令集的處理器相比在實(shí)數(shù)運(yùn)算上要略遜一籌。但是,英特爾十幾年來(lái)堅(jiān)持不懈地努力,后來(lái)居上,而其它廠商因?yàn)楦髯允袌?chǎng)不夠大,每一個(gè)單獨(dú)的處理器芯片的投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如英特爾,因此反倒落在了后面。與其說(shuō)英特爾戰(zhàn)勝其它廠商,不如說(shuō)它把競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手熬死了。第三,英特爾并沒(méi)有拒絕新技術(shù),它也曾經(jīng)研制出兩個(gè)不錯(cuò)的精簡(jiǎn)指令的處理器,只是看到它們前途不好時(shí),立即停掉了它們。第四,英特爾運(yùn)氣很好,在精簡(jiǎn)指令處理器陣營(yíng)中,群龍無(wú)首。這一戰(zhàn),看似英特爾單挑諸多處理器領(lǐng)域的老大。但是,這幾家做精簡(jiǎn)指令處理器的公司因?yàn)楸舜嗽诠ぷ髡痉矫媸歉?jìng)爭(zhēng)對(duì)手,自然不會(huì)用對(duì)手的產(chǎn)品,而且各自為戰(zhàn),互相拆臺(tái)打價(jià)格戰(zhàn),最后,太陽(yáng)公司和 IBM 倒是把其他幾家工作站公司全收拾了,但自己也無(wú)力和英特爾競(jìng)爭(zhēng)了,現(xiàn)在這兩家自己也用上了英特爾的芯片。本來(lái),摩托羅拉最有可能一統(tǒng)精簡(jiǎn)指令處理器的天下和英特爾分庭抗禮,因?yàn)樗旧聿蛔龉ぷ髡?,而各個(gè)工作站廠商原本都是用它的 68000 系列處理器,但是摩托羅拉自己不爭(zhēng)氣。原因我們前面已經(jīng)分析過(guò)了。

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  4. 英特爾和 AMD 的關(guān)系

  我們?cè)谇懊嫣岬侥ν辛_拉公司時(shí)用了"英特爾和摩托羅拉之戰(zhàn)"的說(shuō)法,因?yàn)?,那?duì)于英特爾來(lái)講確實(shí)是一場(chǎng)十分兇險(xiǎn)的戰(zhàn)爭(zhēng),當(dāng)時(shí)摩托羅拉無(wú)論在技術(shù)還是財(cái)力上都略勝一籌。如果英特爾一步走錯(cuò),它今天就不會(huì)存在了。英特爾和諸多精簡(jiǎn)指令處理器公司之戰(zhàn),可以說(shuō)有驚無(wú)險(xiǎn),因?yàn)橛⑻貭栆呀?jīng)是內(nèi)有實(shí)力,外有強(qiáng)援。而今天,英特爾和 AMD 之間爭(zhēng)奪市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)我個(gè)人認(rèn)為不是一個(gè)重量級(jí)對(duì)手之間的比賽,因此算不上是戰(zhàn)爭(zhēng)。我想,如果不是反壟斷法的約束,英特爾很可能已經(jīng)把AMD擊垮或者收購(gòu)了。另外,英特爾和 AMD 的關(guān)系基本上是既聯(lián)合又斗爭(zhēng)。

  AMD 不同于英特爾以往的對(duì)手,它從來(lái)沒(méi)有另起爐灶做一種和英特爾不同的芯片,而是不斷推出和英特爾兼容的、更便宜的替代品。AMD 的這種做法和它的基因很有關(guān)系。AMD 從血緣來(lái)講應(yīng)該是英特爾的族弟,因?yàn)樗彩菑南赏雽?dǎo)體分出來(lái)的,也在硅谷,只比英特爾晚幾年,而且也和英特爾一樣,從半導(dǎo)體存儲(chǔ)器做起。和其它處理器公司不同,AMD 的創(chuàng)始人是搞銷售出身的,而一般技術(shù)公司創(chuàng)始人都是技術(shù)出身。AMD 的這種基因決定了它不是自己會(huì)做什么就做什么,而是市場(chǎng)導(dǎo)向的,市場(chǎng)需要什么就做什么。在 AMD 創(chuàng)建不久,它就成功地解刨了英特爾的一個(gè)八位處理器芯片。八十年代,由于 IBM 采購(gòu)的原則是必須有兩個(gè)以上的公司參加競(jìng)標(biāo),所以在很長(zhǎng)的時(shí)間里,Intel 主動(dòng)讓 AMD 幫它生產(chǎn)芯片賣給 IBM 等公司。

  到了 1986 年,英特爾不想讓 AMD 生產(chǎn)剛剛問(wèn)世的 80386,可能是想獨(dú)占 80386 的利潤(rùn)吧,于是開(kāi)始?xì)Ъs。AMD 拿出過(guò)去的合同請(qǐng)求仲裁,仲裁的結(jié)果是 AMD 可以生產(chǎn) 80386。這下子英特爾不干了,上訴到加州高等法院,這個(gè)官司打了好幾年,但是法院基本上維持了仲裁的結(jié)果。AMD于 是便名正言順地克隆起英特爾的處理器芯片了。當(dāng)時(shí)微機(jī)生產(chǎn)廠家,例如康柏為了同英特爾的壓價(jià),開(kāi)始少量采購(gòu) AMD 的芯片。幾年后,英特爾再次控告 AMD 公司盜用它花幾億美元買(mǎi)來(lái)的多媒體處理的 MMX 技術(shù),AMD 做了讓步達(dá)成和解。在整個(gè)九十年代,英特爾和 AMD 雖然打打鬧鬧但是,它們?cè)陂_(kāi)拓 x86 市場(chǎng),對(duì)抗精簡(jiǎn)指令集的工作站芯片方面利益是一致的。因此它們?cè)谑袌?chǎng)上的依存要多于競(jìng)爭(zhēng)。

  兩千年后美國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入低谷,精簡(jiǎn)指令的工作站的市場(chǎng)一落千丈,太陽(yáng)公司的股票跌掉了百分之九十幾。放眼處理器市場(chǎng),全是英特爾和 AMD 的天下了。AMD 這次主動(dòng)出擊,利用它提早開(kāi)發(fā)出 64 位處理器的優(yōu)勢(shì),率先在高端市場(chǎng)挑戰(zhàn)英特爾,并一舉拿下了服務(wù)器市場(chǎng)的不少份額。前幾年,因?yàn)槲④涍t遲不能推出新的操作系統(tǒng) Vista,因此個(gè)人用戶沒(méi)有動(dòng)力去更新微機(jī);而同時(shí),因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器市場(chǎng)增長(zhǎng)很快,對(duì) 64 位高端處理器芯片需求大增。這樣在幾年里,AMD 的業(yè)績(jī)不斷上漲,一度占有 40% 左右的處理器市場(chǎng),并且挑起和英特爾的價(jià)格戰(zhàn)。AMD 同時(shí)在世界各地,狀告英特爾的壟斷行為。到去年年初,AMD 不僅在業(yè)績(jī)達(dá)到頂峰,而且在對(duì)英特爾的反壟斷官司上也頗有收獲,歐盟等國(guó)開(kāi)始約束英特爾。這樣一來(lái),英特爾就不能太小覷 AMD 這個(gè)小兄弟了。它決定給 AMD 一些顏色看看。在接下來(lái)的一年里,英特爾千呼萬(wàn)喚始出來(lái)的酷睿雙核處理器終于面世了,性能高于 AMD 同類產(chǎn)品,英特爾重新恢復(fù)了它在產(chǎn)品上的領(lǐng)先地位。同時(shí),英特爾在過(guò)去的幾年里將生產(chǎn)線移到費(fèi)用比硅谷低得多的俄羅岡州和亞利桑那州,以降低成本,然后,英特爾開(kāi)始回應(yīng)價(jià)格戰(zhàn)。價(jià)格戰(zhàn)的結(jié)果是,英特爾的利潤(rùn)率受到了一些影響,但是 AMD 則從盈利到大幅度虧損。英特爾重新奪回了處理器市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)?,F(xiàn)在,兩家都是采用 65 納米的半導(dǎo)體技術(shù)。在未來(lái)的幾年里,英特爾因?yàn)樵谧钚碌?45 納米技術(shù)上明顯領(lǐng)先于 AMD,并且已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)集成度更高的 32 納米的芯片,它將對(duì) AMD 保持絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

  我認(rèn)為,總的來(lái)講,英特爾并沒(méi)有想徹底把 AMD 打死。因?yàn)榱糁?AMD 對(duì)它利大于弊。首先,它避免了反壟斷的很多麻煩。今天 AMD 的股值只有英特爾的 5%,后者靠手中的現(xiàn)金就足以買(mǎi)下前者。但是,英特爾不能這么做,否則會(huì)有反壟斷的大麻煩。其次,留著 AMD 這個(gè)對(duì)手對(duì)英特爾自身的技術(shù)進(jìn)步有好處。柳宗元在他的“敵戒”一文中指出,“秦有六國(guó),兢兢以強(qiáng);六國(guó)既除,訑訑乃亡”。這條規(guī)律對(duì)于英特爾也適用。英特爾從 1979 年至今,將處理器速度,(如果以小數(shù)運(yùn)算速度來(lái)衡量),提高了二十五萬(wàn)倍。如果沒(méi)有諸多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的話,它是做不到這一點(diǎn)的。現(xiàn)在它的主要對(duì)手只有 AMD 了,從激勵(lì)自己的角度講也許要留著它,畢竟,AMD 在技術(shù)上不象當(dāng)年的摩托羅拉和 IBM 那么讓英特爾頭疼。流傳著這么一個(gè)玩笑,英特爾的人一天遇到了 AMD 的同行,便說(shuō),你們新的處理器什么時(shí)候才能做出來(lái),等你們做出來(lái)了,我們才會(huì)有新的事做。

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  5. 天步艱難

  谷歌研究院院長(zhǎng)、美國(guó)“人工智能”教科書(shū)的作者彼得.諾威格博士有一句很經(jīng)典的話在業(yè)界廣為流傳:當(dāng)一個(gè)公司的市場(chǎng)份額超過(guò) 50% 以后,就不用再想去將市場(chǎng)份額翻番了。言下之意,這個(gè)公司就必須去挖掘新的成長(zhǎng)點(diǎn)了。在 2000 年后,英特爾公司就是處于這樣一個(gè)定位?,F(xiàn)在,它已經(jīng)基本上壟斷了通用處理器的市場(chǎng),今后如何發(fā)展是它必須考慮的問(wèn)題。

  雖然英特爾在整個(gè)半導(dǎo)體工業(yè)中仍然只占了一小塊,但是,很多市場(chǎng),尤其是低端的市場(chǎng)、比如存儲(chǔ)器市場(chǎng)英特爾是進(jìn)不去的,也沒(méi)有必要進(jìn)去,因此它的成長(zhǎng)空間并沒(méi)有想象的那么大。英特爾的特長(zhǎng)是在處理器和與 PC 相關(guān)的芯片制造上,因此它很容易往這兩個(gè)市場(chǎng)發(fā)展。但是,迄今為止,它在微機(jī)處理器之外的芯片開(kāi)發(fā)上不很成功。比如,前幾年,它花了好幾個(gè)億開(kāi)發(fā) PC 的外圍芯片,最后以失敗告終,現(xiàn)在不得不采用 Marvell 公司的芯片集(chip set)。除了計(jì)算機(jī),現(xiàn)在許多電器和機(jī)械產(chǎn)品都需要用到處理器,比如,一輛中高檔的奔馳轎車?yán)锩嬗猩习賯€(gè)各種有計(jì)算功能的芯片,而手機(jī)對(duì)處理器芯片的需求就更不用說(shuō)了。英特爾一度進(jìn)入了高端手機(jī)處理器的市場(chǎng),但是,由于英特爾公司開(kāi)發(fā)費(fèi)用太高,這個(gè)部門(mén)一直虧損,不得不于去年賣給了 Marvell 公司。至此,英特爾公司在微機(jī)處理器以外的努力全部失敗。

  英特爾公司的商業(yè)模式歷來(lái)是靠大投入大批量來(lái)掙錢(qián),同一代的芯片,英特爾的銷量可是太陽(yáng)公司的十倍甚至更多,因此,它可以花幾倍于其他公司的經(jīng)費(fèi)來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)芯片。但是,當(dāng)一種芯片市場(chǎng)較小時(shí),英特爾公司很難做到盈利?,F(xiàn)在,這是它面臨的最大問(wèn)題。

  英特爾公司要做的第二件事就是防止開(kāi)發(fā)精簡(jiǎn)指令集處理器公司例如 IBM 的死灰復(fù)燃。雖然在個(gè)人微機(jī)的市場(chǎng)上,英特爾 x86 系列的處理器在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)是不可替代的,因?yàn)橛形④浽诓僮飨到y(tǒng)中為它保駕。但是在服務(wù)器市場(chǎng)卻不一定,因?yàn)?,現(xiàn)在服務(wù)器主要的操作系統(tǒng)是開(kāi)源的 Linux,而 Linux 在什么處理器上都可以運(yùn)行,因此只要有一種處理器各方面性能明顯優(yōu)于英特爾的,購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器的客戶就會(huì)考慮采用非英特爾的處理器。在能源緊缺的今天,服務(wù)器廠家對(duì)處理器最關(guān)心的已經(jīng)不單單是速度,而是單位能耗下的速度?,F(xiàn)在,一個(gè)酷睿處理器如果晝夜不停使用,一年的耗電量已經(jīng)等同于它的價(jià)格。因此,今后處理器設(shè)計(jì)必須考慮能耗。雖然這兩年英特爾已經(jīng)開(kāi)始重視這個(gè)問(wèn)題,但是總的來(lái)講,英特爾復(fù)雜指令的芯片不如精簡(jiǎn)指令的處理器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,相對(duì)比較難做到低能耗。這樣,精簡(jiǎn)指令集的處理器,有可能在服務(wù)器市場(chǎng)上和英特爾一爭(zhēng),雖然這不會(huì)動(dòng)搖英特爾的根基。我個(gè)人認(rèn)為,在個(gè)人微機(jī)以外,今后最重要的市場(chǎng)是游戲機(jī)市場(chǎng)?,F(xiàn)在的游戲機(jī)早已不單單是為玩游戲設(shè)計(jì)的了,它們成為每個(gè)家庭的娛樂(lè)中心。IBM 等公司至少在目前在這個(gè)領(lǐng)域是領(lǐng)先的。IBM 已經(jīng)壟斷了任天堂、Sony 和微軟三大游戲機(jī)的處理器市場(chǎng)。實(shí)際上,現(xiàn)在這些采用精簡(jiǎn)指令處理器的游戲機(jī)無(wú)論是從計(jì)算速度還是圖形功能上講,都已經(jīng)超過(guò)了基于英特爾處理器的個(gè)人電腦。如果下一次技術(shù)革命發(fā)生在每個(gè)家庭的客廳,那么,IBM 無(wú)疑已經(jīng)拔了頭籌。

  英特爾雖然雄霸個(gè)人電腦處理器市場(chǎng),但隨著個(gè)人微機(jī)市場(chǎng)的飽和,它遠(yuǎn)景不容樂(lè)觀。從某種程度上講,它是反摩爾定理最大的受害者,因?yàn)樘幚砥鞯膬r(jià)格在不斷下降。同時(shí),它在新市場(chǎng)的開(kāi)拓上舉步艱難,很難擺脫“諾威格效應(yīng)”的陰影。好在英特爾同時(shí)也是安迪-比爾定理的直接受益者,在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái),它的發(fā)展很大程度上必須依賴于微軟等公司軟件的更新。

  結(jié)束語(yǔ)

  在個(gè)人微機(jī)時(shí)代,組裝甚至制造微機(jī)是一件非常容易的事,連我本人都攢PC機(jī)賣過(guò)。因此,二十幾年來(lái),出現(xiàn)了無(wú)數(shù)的微機(jī)品牌,小到中關(guān)村攢出來(lái)的自己貼牌子的兼容機(jī),大到占世界絕大部分市場(chǎng)的所謂品牌機(jī),如戴爾、惠普和聯(lián)想。雖然這些計(jì)算機(jī)配置和性能大相庭徑,但是它們都使用微軟的操作系統(tǒng)和英特爾系列的處理器。從這個(gè)角度講,微機(jī)時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)者只有兩個(gè),軟件方面的微軟和硬件方面的英特爾。有人甚至把 PC 機(jī)行業(yè)稱為英特爾/微軟體制。

  英特爾對(duì)世界最大的貢獻(xiàn)在于,它證明了處理器公司可以獨(dú)立于計(jì)算機(jī)整機(jī)公司而存在。在英特爾以前,所有計(jì)算機(jī)公司都必須自己設(shè)計(jì)處理器,這使得計(jì)算機(jī)成本很高,而且無(wú)法普及。英特爾不斷地為全世界的各種用戶提供廉價(jià)的、越來(lái)越好的處理器,直接地使個(gè)人微機(jī)得以普及。它大投入、大批量的做法成為當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)的典范。它無(wú)疑是過(guò)去二十年信息革命大潮中最成功的公司之一,但是今后除非它能找到新的成長(zhǎng)點(diǎn),否則它會(huì)隨著 PC 時(shí)代的過(guò)去而進(jìn)入自己平和的中老年期。

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