x86架構(gòu)歷史與發(fā)展
x86架構(gòu)的誕生
x86架構(gòu)的誕生標(biāo)志著一個新時代的開始,它由英特爾公司在1978年推出的16位微處理器8086所創(chuàng)立。這一架構(gòu)定義了芯片的基本使用規(guī)則,并隨著時間的推移,發(fā)展成為一套通用的計算機指令集合。盡管在最初,8086處理器并沒有立即獲得市場的廣泛關(guān)注,但它為個人電腦(PC)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),并在隨后的幾十年中逐漸演變成行業(yè)標(biāo)準。
AMD加入競爭,二者雙雄爭霸
除了Intel外,其他公司如AMD、Cyrix等也在不同時期設(shè)計生產(chǎn)了自己的x86兼容CPU。例如,Cyrix則在1993年推出了第一款x86兼容的Cx486SLC處理器。AMD于1991年首次推出Am386系列處理器,與Intel 386 architecture直接競爭。1999年,AMD公司推出的K7(Athlon XP)處理器,在性能上首次超越了Intel的奔騰系列,從而奠定了x86處理器市場雙雄爭霸的格局。
隨后的幾年里,英特爾與AMD在處理器市場上展開了一場激烈的技術(shù)爭霸。英特爾憑借其強大的技術(shù)實力和品牌影響力,不斷推出新的處理器產(chǎn)品,鞏固其市場地位。而AMD則憑借速龍系列處理器的出色性能和價格優(yōu)勢,逐漸贏得了消費者的青睞。
2005年,AMD發(fā)布了首款雙核處理器,再次在市場上掀起波瀾。隨后,英特爾也迅速跟進,推出了自己的雙核處理器產(chǎn)品。然而,AMD并沒有止步于此,而是繼續(xù)加大研發(fā)力度,推出了性能更強大的四核處理器。這一舉措讓AMD在技術(shù)上再次領(lǐng)先英特爾,也為其在高端市場贏得了更多的份額。
然而,好景不長。隨著英特爾在制程技術(shù)上的不斷進步和四核處理器的不斷優(yōu)化,其產(chǎn)品在性能上逐漸超越了AMD。此外,英特爾還通過捆綁銷售、價格戰(zhàn)等手段,進一步擠壓了AMD的市場份額。AMD在面臨巨大壓力的同時,也暴露出其在技術(shù)研發(fā)和市場策略上的不足。
x86由巔峰逐漸失去領(lǐng)導(dǎo)地位
歷經(jīng)四十余年的發(fā)展,X86家族不斷壯大,從8086處理器開始,英特爾的286、386、486、586、P1、P2、P3、P4都采用了X86架構(gòu);與此同時,該架構(gòu)覆蓋的領(lǐng)域也逐漸拓展,從最初的桌面電腦到了筆記本、服務(wù)器、超級計算機、編寫設(shè)備等領(lǐng)域。
可以說,英特爾與x86架構(gòu)彼此成就,英特爾發(fā)明了X86架構(gòu)并不斷完善它的生態(tài),x86架構(gòu)則助力英特爾名聲大震。
不過x86架構(gòu)本身也有著可變的指令長度、寄存器的貧乏、內(nèi)存訪問、浮點堆棧、4GB限制和芯片變大等弊端。當(dāng)然,英特爾自身也認識到了x86架構(gòu)限制了CPU性能的進一步提高,正在探索更多的可能性。業(yè)界甚至有人稱,英特爾x86架構(gòu)霸權(quán)的時代終將過去,ARM架構(gòu)才是未來發(fā)展的方向。
令因特爾虎軀一震的后起之秀:ARM架構(gòu)
相對于誕生于1978的x86架構(gòu)來說,ARM架構(gòu)出現(xiàn)稍晚了些。時間倒退至1983年,Acorn電腦公司(即ARM的前身,1990年正式改組為ARM計算機公司)計劃研發(fā)一顆主要用于路由器的Conexant ARM處理器。
1986年,ARMv2架構(gòu)如期而至,該版本架構(gòu)對V1進行了擴展,首顆量產(chǎn)的ARM處理器ARM2就是基于該架構(gòu),包含了對32位乘法指令和協(xié)處理器指令的支持,但同樣仍為26位尋址空間。
值得一提的是,1991年對于ARM來說是一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點,這一年給CPU公司提供芯片的Robin Saxby加入ARM并擔(dān)任CEO一職,為了挽救缺乏資金、業(yè)務(wù)不景氣的公司,他引進了IP商業(yè)模式,這一模式開創(chuàng)了屬于ARM的全新時代。
該模式使得ARM將其架構(gòu)授權(quán)給感興趣的公司,合作公司可以根據(jù)自己的需要來設(shè)計處理器,極大地縮減了設(shè)計時間以及成本。ARM7成為了ARM的旗艦移動設(shè)計,此后被授權(quán)給超過165家公司,自1994年以來這些公司生產(chǎn)了超過100億個芯片。
時間來到2007年,iPhone的出現(xiàn)和App Store的迅速崛起,讓全球移動應(yīng)用徹底綁定在ARM架構(gòu)上。次年,谷歌基于ARM架構(gòu)推出了Android系統(tǒng)。至此智能手機步入飛速發(fā)展階段,ARM架構(gòu)也因此奠定了在智能手機市場的霸主地位。
兩強并立格局形成:“架構(gòu)王”之爭
英特爾x86主導(dǎo)計算機、服務(wù)器市場,ARM架構(gòu)壟斷手機市場,看似二者“各自為政”、毫不相干,實則業(yè)界對于二者誰能主宰未來市場的討論一直沒有停下來。
一方認為ARM架構(gòu)將貫穿從桌面到移動、VR/AR 再到IoT領(lǐng)域,從而取得全面的勝利;另一方則認為X86架構(gòu)強大之處在于英特爾積累的服務(wù)器芯片生態(tài)系統(tǒng),幾乎不可撼動。另外也有中立者認為二者并不具備可比性,x86無法做到ARM的功耗,而ARM也無法做到x86的性能。
提到二者的競爭則不得不提三件代表性事件,一是高通曾嘗試打造基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片;二是蘋果放棄英特爾處理器,轉(zhuǎn)而使用ARM架構(gòu)的自研芯片;三是傳聞稱華為將出售采用英特爾X86架構(gòu)的服務(wù)器業(yè)務(wù)。
2014年,高通宣布要打破英特爾在服務(wù)器芯片的主導(dǎo)地位,將打造基于ARM架構(gòu)的服務(wù)器芯片并于2016年公布首個成品,緊接著高通于2017年正式發(fā)布Centrip 2400系列進軍服務(wù)器芯片市場,不過并沒有引起太大的反響。2018年便頻頻有高通放棄ARM服務(wù)器芯片業(yè)務(wù)、高管離職、大幅裁員甚至團隊解散的消息傳出。此事件從側(cè)面反映出ARM架構(gòu)在服務(wù)器領(lǐng)域的競爭性不敵X86架構(gòu)。
對ARM架構(gòu)來說一次重大的勝利在于英特爾在芯片性能和制造工藝方面的優(yōu)勢已經(jīng)無法滿足其對Mac的需求,蘋果轉(zhuǎn)而宣布基于ARM架構(gòu)自研芯片。在WWDC2020上,蘋果一口氣發(fā)布了搭載自研芯片MI的三款產(chǎn)品:MacBook Air、MacBook mini和MacBook Pro。外界認為蘋果將以ARM架構(gòu)的Mac改變電腦市場的格局,對英特爾x86架構(gòu)造成了沖擊。
巨大的壓力與沖擊
除了蘋果之外,有能力的科技巨頭也在研發(fā)自己的處理器,比如高通驍龍X平臺的筆記本電腦目前已經(jīng)上市。而且也不僅僅是PC,ARM甚至還開始染指服務(wù)器芯片,這也是一直被x86壟斷的領(lǐng)域。
此前,ARM的優(yōu)勢在于低功耗、高能效比和成本效益,使其成為移動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的首選。而x86則以其強大的處理能力、豐富的軟件兼容性和成熟的生態(tài)系統(tǒng),在高性能計算和企業(yè)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。如今,隨著ARM芯片性能的崛起,時代變了!
據(jù)Counterpoint的初步數(shù)據(jù)顯示,2024年第二季度,全球PC出貨量實現(xiàn)了3.1%的同比增長,達到6250萬臺,標(biāo)志著PC市場連續(xù)第二個季度實現(xiàn)同比增長。
近期,采用高通驍龍X平臺的筆記本電腦引領(lǐng)了AI筆記本電腦的首波熱潮。與主流的x86架構(gòu)相比,這些基于高通驍龍的解決方案展現(xiàn)出更佳的功耗性能。
此外,聯(lián)發(fā)科與英偉達在開發(fā)下一代基于ARM架構(gòu)的AI筆記本電腦上的合作,預(yù)計將推動其在2025-2026年P(guān)C市場的份額增長,這將對x86廠商的市場份額產(chǎn)生影響。
該機構(gòu)預(yù)測,到2027年,基于ARM架構(gòu)的PC設(shè)備將占據(jù)超過25%的市場份額。
跨世紀聯(lián)手,英特爾與AMD攜手成立x86生態(tài)系統(tǒng)顧問小組
面對ARM給因特爾造成的強大壓力,因特爾終于坐不住了,與AMD攜手成立x86生態(tài)系統(tǒng)顧問小組。
我們正處在x86架構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)數(shù)十年發(fā)展的一個關(guān)鍵時刻,需要更進一步的定制化能力、兼容性和可擴展性來滿足當(dāng)前和未來的客戶需求。我們很榮幸能與AMD以及顧問小組的創(chuàng)始成員聯(lián)合起來,共同邁向計算的未來。我們也對眾多行業(yè)領(lǐng)袖的支持深表感謝。
——帕特·基辛格
英特爾首席執(zhí)行官
x86生態(tài)系統(tǒng)顧問小組的成立,將確保x86架構(gòu)作為開發(fā)者和客戶首選的計算平臺持續(xù)發(fā)展和演進,我們很高興能夠匯聚行業(yè)力量,為未來的架構(gòu)優(yōu)化提供指引,在未來數(shù)十年延續(xù)x86的卓越成就。
——蘇姿豐
AMD董事長兼首席執(zhí)行官
該顧問小組旨在匯集行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,共同塑造x86架構(gòu)的未來,并通過更統(tǒng)一的指令集和架構(gòu)接口來推動開發(fā)者創(chuàng)新。此舉將提升x86產(chǎn)品間的兼容性、可預(yù)測性和一致性。為此,顧問小組將向x86硬件和軟件社區(qū)征求關(guān)于核心功能和特性的技術(shù)意見。
預(yù)期成果
●為客戶在硬件和軟件方面提供更多選擇和更強的兼容性,使其更快地受益于全新的尖端功能帶來的提升
● 簡化架構(gòu)指南,以提升英特爾和AMD的x86產(chǎn)品系列在軟件一致性和接口方面的表現(xiàn)
● 使新功能能夠更廣泛、更高效地集成到操作系統(tǒng)、框架和應(yīng)用程序中
合作背后,競爭尚在
縱觀歷史,英特爾與AMD之間的競爭,其實已經(jīng)延續(xù)了幾十年之久,而在這過程中,英特爾與AMD之間的關(guān)系也并非僅僅是競爭關(guān)系,實則二者之間已經(jīng)形成了一種默契的友好博弈關(guān)系。
21世紀以來,AMD意識到自己在技術(shù)上的短板,并加大了對技術(shù)研發(fā)的投入。同時,它也開始調(diào)整市場策略,將重心放在性價比和細分市場上。通過推出針對不同用戶需求的產(chǎn)品線,AMD逐漸在中低端市場上贏得了更多的份額。
AMD的強項是為服務(wù)器、個人電腦、筆記本電腦和顯卡提供更強大的新芯片。隨著ARM芯片的競爭越來越激烈,這些領(lǐng)域的競爭將繼續(xù)加劇,亞馬遜(NASDAQ:AMZN)推出的新型ARM服務(wù)器就是見證。
與此同時,英特爾也在不斷地調(diào)整自己的市場策略和技術(shù)路線。它開始注重與軟件開發(fā)商的合作,推動處理器技術(shù)的優(yōu)化和普及。此外,英特爾還加大了對物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興領(lǐng)域的投入,力求在未來科技趨勢中搶占先機。
共營方向:AI芯片市場
英特爾
產(chǎn)品創(chuàng)新:英特爾推出了新一代AI芯片Gaudi 3,這是一款A(yù)SIC(專用集成電路)芯片,專為AI市場設(shè)計,與英偉達的多款GPU競爭。此外,英特爾還推出了至強6處理器,針對數(shù)據(jù)中心和PC的AI需求,提供了新的CPU產(chǎn)品。至強6處理器基于Intel 3制程工藝,旨在提高能效和處理性能,滿足AI工作負載的需求。
市場策略:英特爾通過降低Gaudi 3的價格,使其在市場上更具競爭力。這一策略有助于英特爾在AI芯片市場中吸引更多的客戶,尤其是那些尋求成本效益高的解決方案的企業(yè)。同時,英特爾也在推動客戶更換服務(wù)器CPU,并讓CPU承接一些AI工作,以此來增強其在數(shù)據(jù)中心市場的地位。
技術(shù)進步:英特爾正在通過制程迭代提升芯片性能,其“四年五個節(jié)點”計劃旨在到2025年重獲制程領(lǐng)先性。這表明英特爾不僅在產(chǎn)品開發(fā)上進行創(chuàng)新,還在制造技術(shù)上尋求突破,以保持在AI芯片市場的競爭力。
AMD
產(chǎn)品發(fā)展:AMD發(fā)布了用于訓(xùn)練大模型的GPU Instinct MI300系列,這是全球首款針對AI和高性能計算(HPC)的加速處理器(APU)加速器。AMD還在研發(fā)更為先進的MI400系列加速器,以及收購了賽靈思來拓展數(shù)據(jù)中心市場。
市場表現(xiàn):根據(jù)富國銀行的預(yù)測,AMD在AI芯片市場的份額有望在未來幾年內(nèi)顯著增長,從2023年的1.2%增長到2025年的4.2%左右。這一增長得益于AMD在AI芯片領(lǐng)域的持續(xù)投入和產(chǎn)品創(chuàng)新。
戰(zhàn)略合作:AMD強調(diào)與甲骨文、谷歌、微軟、Meta等廠商的合作關(guān)系,這些合作有助于AMD的AI芯片在市場上獲得更廣泛的應(yīng)用和認可。
在這種新的競爭格局下,英特爾和AMD之間的競爭變得更加復(fù)雜和多元化。隨著技術(shù)的不斷進步,英特爾和AMD的競爭也將逐漸從傳統(tǒng)的處理器性能競爭轉(zhuǎn)向更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域。但是英特爾與AMD之間的市場競爭是良性的,相互促進的,二者之間并沒有采取‘殺價’等惡性競爭手段來獲取利益,這種競爭促使兩家公司不斷進行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級。
結(jié)語
英特爾和AMD宣布成立x86生態(tài)系統(tǒng)咨詢小組,旨在塑造x86的未來,以對抗ARM架構(gòu)在PC市場的挑戰(zhàn)。這一合作表明,盡管兩家公司在市場上競爭激烈,但在面對共同的外部威脅時,他們選擇聯(lián)合起來維護自身利益。這種動態(tài)平衡的關(guān)系可能會隨著市場環(huán)境的變化而繼續(xù)演變。(文/宋雨涵)