有的的處理器消失了。
而有的處理器設計公司倒閉了。
當高通、海思與聯發科為首的 IC 公司在移動處理器領域積極擁抱 5 納米工藝,桌面 PC 市場的“宿敵”英特爾與 AMD 齊頭并進,在性能與制造工藝等方面的競爭進入白熱化。光鮮背后也不全是精彩,而所謂成績,從某種程度而言,不過是不斷試錯,站在前人肩膀的結果。
本期與非網《趣科技》奉上史上最差的處理器提名名單,最差標準并非簡單吐槽,而是對設備運行甚至企業商務造成致命打擊。此外,該主題也并非提倡審“差”而否定先進。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,并獲得風險規避與設計調優的思考。
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(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,并在服務器與超算領域有所作為,也曾部署于惠普等服務器中,但最終定格在 Kittson 節點——Itanium 家族的最后一款處理器產品。
入選理由:
該處理器是推進軟件定義 / 優化硬件的先驅。在處理器運行代碼前,指令調用與執行等所有任務均由編譯器決定。換言之,編譯器自動判別依賴關系并產生指令包,每個包內的指令不存在依賴關系,所以指令集一旦公布,后續更改的難度與成本很高。
例如:每個 VLIW 指令包含有三個 RISC 指令,如果若干年后做出了能并行執行六個指令的芯片,那它能同時執行兩個 VLIW 指令嗎?所有程序需重新編譯才能完全發揮芯片設計的理論效能。
更麻煩的問題是 Cache,Itanium 將可以并發的程序指令捆在單個包中,如果所需要的變量還在內存里,處理器則無法運行,只能等從內存數據搬到 Cache 中。所以,Itanium 的執行效率不會好于亂序執行的處理器。
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 架構的單核處理器,可部署于桌面 PC、筆電及入門級服務器。代號為 Prescott 的處理器是該系列第二款產品,采用 90 納米制程工藝,此前系列產品代號為 Willamette(180 納米)。
入選理由:
Pentium 4 處理器在初代 Willamette 基礎上,增加近一倍的晶體管。與此同時,制程工藝也從 180 縮小為 90 納米,而密集分布的晶體管導致其不堪重負,耗電量巨大的同時,存在漏電風險。
此外,Pentium 4 脫離了原有的架構演變路線,擁有超長的流水線,比上一代架構的單核性能出現了倒退,為了彌補單核性能的倒退,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(Bulldozer)FX
首發自 2011 年 3 月,卒于 2017 年 3 月 1 日。
采用 AMD Bulldozer 微架構,被稱為 AMD 首塊 8 核桌面電腦處理器,由 GlobalFoundries 代工生產。AMD 以此對標英特爾的桌面電腦處理器核心 Sandy Bridge 和 Ivy Bridge。2017 年,FX 處理器架構被 Zen 取代,并以代號“銳龍”繼續與英特爾的交鋒。
入選理由:
AMD 發布 Bulldozer,并計劃重用 FX 實現“復興”,但其實在 CPU 上已無法追上英特爾,只能通過差異化 CMT 來實現大吞吐,但對目前的應用場景并不適合,再加上 TLB 問題,FX8150 很失敗,縫縫補補后發布 FX8350 與 FX9570,但是和競品存在差距且功耗又大。
不管從市場還是性能表現等各個角度來講,推土機架構都不算成功,甚至可以說直接影響 AMD 在處理器市場口碑,以至于如今 AMD 也不敢啟用曾經象征最高性能處理器的 FX 后綴,畢竟 FX 很容易讓人聯想到推土機系列處理器。
Cyrix 6x86
首發于 1996 年,是 Cyrix 公司設計的第六代 32 位處理器,不同于英特爾與 AMD 對 X86 架構的調整與定制,該處理器仍采用初始版本的 X86 架構。由 IBM 以及 SGS-Thomson(如今的 STMicroelectronics)代工生產。后因 IP 等因素影響,未成功邁入千禧年。
入選理由:
從整數編碼來看,Cyrix 6x86 運行能力領先于英特爾 Pentium 處理器,但是 FPU(Float Point Unit,浮點運算單元)表現不佳。當 Cyrix 6x86 被植入 Socket 7 主板后,出現明顯的性能不穩等狀況。
此外,Cyrix 6x86 系列芯片落地后,存在導致設備過熱的問題,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,對發熱和功耗進行改進,但浮點性能依然欠佳,與英特爾和 AMD 差距越來越大,再之后的 6x86MX/MII 均不具備競爭力。
德州儀器 TMS9900
首發于 1976 年,是電子半導體歷史上首塊商用的 16 位單芯片微處理器,被廣泛應用于德州儀器代號為 TI-99/4 以及 TI-99A 的家庭電腦中。時任德州儀器副總裁的 Walden C. Rhines 曾試圖說服 IBM 在個人電腦中使用 TMS9900,但 IBM 最終選擇搭載英特爾 8088。敗走個人電腦市場后,德州儀器將重心轉移至 TMS320 處理器。
入選理由:
上世紀 70 年代,TMS9900 對標英特爾 8088,后者是 20 位處理器,領先于德州儀器的 16 位,直接導致在與主存交換數據傳輸的速率差距。另外,德州儀器未開發 TM9900 的配套外圍芯片,實際運行時與 8 位外圍芯片配合,造成處理器崩潰。
TMS9900 所采用的結構與其他德州儀器產品相比,只是采用 16 位的邏輯地址空間,在其他架構方面與八位的微處理器幾乎相同。德州儀器并沒有開發一個全新的體系架構,這在當時是無法解決的問題。
Qualcomm Snapdragon 810
首發于 2015 年,采用四核 Cortex-A57 與 Adreno 430 GPU,并搭載臺積電 20 納米制程工藝,是高通首款使用 big.LITTLE 技術(為適當作業分配恰當的處理器)芯片,但是被 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 的手機出現明顯過熱,以及運行速度放緩問題。同時,采用相同架構(Cortex A53 與 A57)的三星 Exynos 7420 處理器,在運行至最高主頻速率時,運行流暢度遠勝于 Snapdragon 810。
高通 810 的失敗同時,也帶來了移動終端市場分水嶺:三星憑 Exynos 7420 成為硬件之王,而 HTC、索尼、摩托羅拉終退出一線;國內華為憑 950 趕上第一梯隊;小米 5 被 810 推遲發布接近 12 個月, 銷量被華為超越。
寫在最后
其實不過短短幾十年的時間,處理器市場玩家的腥風血雨反復就在昨天,而幸存下來的依然還是英特爾與 AMD(PC 端),以及高通與三星(移動端)。
好在如今海思與聯發科加入戰局,而龍芯與君正等國產 PC 處理器廠商也在試圖破局,下一個 10 年,或者 20 年,回首總結時,史上最差處理器又會“花落誰家”?
? ? ? ?責任編輯:pj
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