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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(fā)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(tǒng)（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(guī)律，因此其架構被稱為“X86”。

開創(chuàng)時代的8086

英特爾的第一款產品是4位的4004 CPU，1971年發(fā)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(guī)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(yè)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(zhàn)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(fā)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(fā)展，這個時期，其他廠商也紛紛看到了“財源”，陸續(xù)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(yè)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(fā)艱難，時至今日能夠進行競爭的企業(yè)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(chuàng)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(fā)現了這樣不切實際，畢竟對于一個初創(chuàng)企業(yè)來說，業(yè)務專精才是唯一出路。于是他們在湊出40人的研發(fā)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(fā)，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(fā)出來也是有原因的——別家科技公司研發(fā)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(yōu)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(fā)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(tǒng)可以選擇執(zhí)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(tǒng)。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(yè)多如牛毛，例如大名鼎鼎的聯發(fā)科（MediaTek）、硅統(tǒng)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(fā)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(fā)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。?OverLord

Rise

Rise Technology也是一家專門設計、銷售英特爾x86兼容CPU的廠商，它最出名的CPU就是mP6，這款CPU兼容于英特爾的Socket 7。Rise成立于1993年，由15個投資者（包括聯華電子、宏碁電腦、威盛電子等）及林廷隆所創(chuàng)。Rise在經過多次的改組后，在1998年底發(fā)布的mP6 CPU，并在1999年開始小幅量產，mP6的目的是在入門級筆記本電腦上使用，但性能并不出眾，競爭力不佳。

Rise慢慢轉變方向，改為專注機頂盒一類的IC設計。最終，它將自己的技術出售給了意法半導體（STMicroelectronics，ST），而后在1999年，硅統(tǒng)科技（SiS）收購了它，畫上了Rise最后的句號。

NexGen

NexGen成立于1986年，第一個設計是期望開發(fā)出80386同等級別的CPU，不過設計過于復雜、電路面積過于龐大，必須用8顆芯片才能等同于1顆芯片的性能，等優(yōu)化好之后，CPU已經進入了80486時代。NexGen的第二款產品是Nx586 CPU，于1994年推出，并嘗試與英特爾的Pentium直接抗衡。不過遺憾的是，它也采用了不兼容設計，需要配合特有的芯片組主板才可以使用，極大限制了它的普及。

同一時期，AMD的K5 CPU表現并不理想，最終在1995年10月21日，AMD出資8.65億美元收購了NexGen，并延續(xù)Nx586的設計來開發(fā)新CPU，以此成就了在商業(yè)上相當成功的AMD K6系列CPU，是不是有一些意外？其實可以看出，研發(fā)CPU的企業(yè)，兜兜轉轉就是有限的幾個玩家。

Transmeta

Transmeta中文為全美達，是一家設計超長指令集VLIW代碼轉譯X86的CPU企業(yè)，集中于開發(fā)減低電子設備功耗的運算技術，于1995年創(chuàng)立，至今為止共出產了兩款兼容X86架構的CPU：Crusoe與Efficeon，該些處理器用于非常重視低功耗與散熱能力的超便攜式筆記本電腦、刀片服務器、平板電腦與臺式機上。

雖然性能并不出眾，但是全美達著力于低功耗設計的思路還是贏得了市場的認可，也讓英特爾和AMD逐漸重視起低功耗市場。更為有趣的是，2006年10月11日全美達宣布對英特爾提出控訴因其侵犯了全美達的10項美國專利。最終該問題上，英特爾選擇了和解、賠款。代價是全美達也同意向英特爾授權其部分專利并且轉讓少數專利給英特爾，同時全美達不再生產X86架構兼容CPU。

Cyrix

Cyrix是1988年成立的一家CPU開發(fā)公司，初始業(yè)務主要為80286和80386 CPU提供高性能的協處理器（FPU），Cyrix初次亮相于個人電腦市場的產品是1989年的80387兼容FPU：Cyrix FasMath 83D87和83S87。FasMath是當時最快的80386協處理器，比英特爾的80387還要快上50%。

之后Cyrix在1995年發(fā)布了著名的Cyrix 6×86，也就是M1。這顆CPU延續(xù)了Cyrix一貫的優(yōu)點，性能幾乎超越了英特爾同級產品。6×86處理器使用的是標稱頻率，如P166+意味著性能超越Pentium 166MHz CPU，但實際頻率遠低于166MHz，不過它的浮點性能卻沒有繼承以往Cyrix的特點，表現不及Pentium CPU。

有趣的是，Cyrix并非如AMD那樣獲得X86的授權許可，而是獨立開發(fā)而來——這也引來了多次英特爾與Cyrix的專利訴訟。有兩次訴訟非常關鍵，第一次是英特爾訴訟Cyrix侵犯了其80486的專利，固然消耗了Cyrix大量精力和資金，但是結果卻出人意料——Cyrix和英特爾最終達成庭外和解，英特爾同意Cyrix有權在持有英特爾交叉許可的工廠生產自己的X86設計，如Ti（德州儀器）、IBM和SGSThomson（后期被意法半導體收購）。注意，這里只是許可生產，英特爾依舊認為Cyrix沒有X86構架的授權許可。到了1997年，Cyrix起訴了英特爾，原因是Cyrix認為英特爾的Pentium Pro和Pentium Ⅱ侵犯了多項Cyrix專利，比較重要的是其中的電源管理和寄存器重命名技術。這一訴訟帶來最終的結果是：英特爾和Cyrix交叉專利授權，Cyrix正式擁有了X86構架專利。Cyrix的壽命其實并不長遠，但是影響非常之深：它開創(chuàng)了PR標稱方式標稱CPU性能，并在一段時間內，是CPU市場除英特爾外，唯一一個可與之抗衡的廠商。而且它的經營策略也影響了英特爾的商業(yè)行為——賽揚CPU的誕生與此密不可分。

也是在Cyrix與英特爾的訴訟期間，Cyrix與美國國家半導體合并，后期CPU由美國國家半導體生產。在之后，Cyrix被VIA（威盛）收購，VIA依托Cyrix之前收購的Centaur（IDT旗下公司）依舊生產CPU（但是沿用Cyrix的名字），而后威盛又通過合資，將X86授權帶給了兆芯。

故事還有沒有結束，美國國家半導體出售Cyrix時保留了其一個項目MediaGX的設計，并改名為Geode出售，最終的買家則是AMD。2006年6月AMD展示世界上最低功耗的X86 CPU，僅耗0.9瓦電能。這個CPU就是基于Geode核心，也是Cyrix的遺產之一。

兆芯

兆芯是由上海兆芯集成電路有限公司所設計的X86 CPU，早先兆芯的CPU依托VIA的CPU設計，并逐步實現自主開發(fā)，現在已經擁有了多代CPU產品。不僅如此，兆芯還擁有自己的IO芯片、芯片組，顯卡核心開發(fā)設計能力，是當下極為罕見的X86 CPU企業(yè)。作為新生力量，兆芯已經擁有了桌面PC的開先系列和服務器用的開勝系列，性能方面日正奮起直追。筆者覺得最為有趣的是其CPU的構架代號充滿了濃郁的地方特色，例如“陸家嘴、五道口、張江”等等，倍感親切。

實際上，作為目前所剩無幾的CPU廠商，能夠站在同一起跑線上市極為艱難的。CPU領域是一個高投資慢回報、技術集中的領域，而且還有越來越嚴苛的專利壁壘，想要在這個領域生存下去需要莫大的勇氣、耐心、資金以及技術支持。本文所提及的X86 CPU生產商其實并非全部，還有很多企業(yè)也曾想進入該領域，如果算上MIPS、ARM、Risc-V構架，前仆后繼的CPU企業(yè)更是多入牛毛。筆者也整理了一份相對完整的名單，不妨各位讀者看看認識其中幾個廠商吧！

桌面CPU生產廠商速覽

（注：包含X86、MIPS、ARM、Risc-V）

AMD（超微）、Andes（晶心科技）、APPLE（蘋果）、ARM（安謀）、Broadcom Limited（博通）、Cirrus Logic（凌云邏輯）、Cyrix（賽瑞克斯）、龍芯、DEC（迪吉多）、DMP（瞻營全科技）、Fairchild（仙童）、Fujitsu（富士通）、Harris（哈瑞斯）、Hewlett Packard（惠普）、Hitachi（日立）、IBM（國際商業(yè)機器）、IDT、Intel（英特爾）、Intersil、Maxwell（麥克斯韋）、MCST、MHS、Momalvo、Microsystems International、MIPS Technologies（美普思科技）、Mitsubishi（三菱）、MOS Technology、 Motorola（摩托羅拉）、NS（國家半導體）、NEC（日本電氣）、NexGen、OKI（沖電氣）、OPTi、Philips（飛利浦）、RCA（美國無線電）、Renesas（瑞薩）、Rise、Rockwell（洛克威爾）、SGS、Sharp、ST（意法半導體）、Siemens（西門子）、SIS（矽統(tǒng)科技）、Synertek、Sun（異陽）、Thompson（托馬森）、Thomson（湯姆遜半導體）、TI（德州儀器）、Toshiba（東芝）、Transmeta（全美達）、UMC（聯電）、VIA（威盛）、Westem Design Center（西部設計中心）、Westem Electric（西部電氣）、ZiLOG、兆芯、鯤鵬、沸騰、海光、申威（以上排名不分先后）。