有的处理器消失了。

 

而有的处理器设计公司倒闭了。

 

当高通、海思与联发科为首的 IC 公司在移动处理器领域积极拥抱 5 纳米工艺,桌面 PC 市场的“宿敌”英特尔与 AMD 齐头并进,在性能与制造工艺等方面的竞争进入白热化。光鲜背后也不全是精彩,而所谓成绩,从某种程度而言,不过是不断试错,站在前人肩膀的结果。

 

本期与非网《趣科技》奉上史上最差的处理器提名名单,最差标准并非简单吐槽,而是对设备运行甚至企业商务造成致命打击。此外,该主题也并非提倡审“差”而否定先进。相反,或许你能从以下失败案例中,了解巨头诸如英特尔等如何从一片狼藉中走来,并获得风险规避与设计调优的思考。

 

英特尔安腾(Itanium)处理器

 

 

生于 2001 年,卒于 2019 年 1 月 30 日。

 

采用 Itanium 架构(后称为 IA-64),作为英特尔 64 位处理器家族中的一员,立志取代 X86 架构,并在服务器与超算领域有所作为,也曾部署于惠普等服务器中,但最终定格在 Kittson 节点——Itanium 家族的最后一款处理器产品。

 

入选理由:

 

该处理器是推进软件定义 / 优化硬件的先驱。在处理器运行代码前,指令调用与执行等所有任务均由编译器决定。换言之,编译器自动判别依赖关系并产生指令包,每个包内的指令不存在依赖关系,所以指令集一旦公布,后续更改的难度与成本很高。

 

例如:每个 VLIW 指令包含有三个 RISC 指令,如果若干年后做出了能并行执行六个指令的芯片,那它能同时执行两个 VLIW 指令吗?所有程序需重新编译才能完全发挥芯片设计的理论效能。

 

更麻烦的问题是 Cache,Itanium 将可以并发的程序指令捆在单个包中,如果所需要的变量还在内存里,处理器则无法运行,只能等从内存数据搬到 Cache 中。所以,Itanium 的执行效率不会好于乱序执行的处理器。

 

英特尔奔腾(Pentium)四代 

 

 

生于 2000 年 11 月 20 日,卒于 2008 年 8 月 8 日。

 

搭载 NetBurst 架构的单核处理器,可部署于桌面 PC、笔电及入门级服务器。代号为 Prescott 的处理器是该系列第二款产品,采用 90 纳米制程工艺,此前系列产品代号为 Willamette(180 纳米)。

 

入选理由:

 

Pentium 4 处理器在初代 Willamette 基础上,增加近一倍的晶体管。与此同时,制程工艺也从 180 缩小为 90 纳米,而密集分布的晶体管导致其不堪重负,耗电量巨大的同时,存在漏电风险。

 

此外,Pentium 4 脱离了原有的架构演变路线,拥有超长的流水线,比上一代架构的单核性能出现了倒退,为了弥补单核性能的倒退,拼命拉高频率并为此配备更大的缓存。因此,其与同家族的双核处理器 Smithfield 并称为性能最弱的英特尔桌面处理器。

 

AMD 推土机(Bulldozer)FX

 

 

首发自 2011 年 3 月,卒于 2017 年 3 月 1 日。

 

采用 AMD Bulldozer 微架构,被称为 AMD 首块 8 核桌面电脑处理器,由 GlobalFoundries 代工生产。AMD 以此对标英特尔的桌面电脑处理器核心 Sandy Bridge 和 Ivy Bridge。2017 年,FX 处理器架构被 Zen 取代,并以代号“锐龙”继续与英特尔的交锋。

 

入选理由:

 

AMD 发布 Bulldozer,并计划重用 FX 实现“复兴”,但其实在 CPU 上已无法追上英特尔,只能通过差异化 CMT 来实现大吞吐,但对目前的应用场景并不适合,再加上 TLB 问题,FX8150 很失败,缝缝补补后发布 FX8350 与 FX9570,但是和竞品存在差距且功耗又大。

 

不管从市场还是性能表现等各个角度来讲,推土机架构都不算成功,甚至可以说直接影响 AMD 在处理器市场口碑,以至于如今 AMD 也不敢启用曾经象征最高性能处理器的 FX 后缀,毕竟 FX 很容易让人联想到推土机系列处理器。

 

Cyrix 6x86

 

首发于 1996 年,是 Cyrix 公司设计的第六代 32 位处理器,不同于英特尔与 AMD 对 X86 架构的调整与定制,该处理器仍采用初始版本的 X86 架构。由 IBM 以及 SGS-Thomson(如今的 STMicroelectronics)代工生产。后因 IP 等因素影响,未成功迈入千禧年。

 

入选理由:

 

从整数编码来看,Cyrix 6x86 运行能力领先于英特尔 Pentium 处理器,但是 FPU(Float Point Unit,浮点运算单元)表现不佳。当 Cyrix 6x86 被植入 Socket 7 主板后,出现明显的性能不稳等状况。

 

此外,Cyrix 6x86 系列芯片落地后,存在导致设备过热的问题,PR166(133MHZ)甚至有可能要日常降频到 PR150(120MHZ)才能正常使用。后期 Cyrix 推出 6x86L,对发热和功耗进行改进,但浮点性能依然欠佳,与英特尔和 AMD 差距越来越大,再之后的 6x86MX/MII 均不具备竞争力。 

 

德州仪器 TMS9900

 

 

首发于 1976 年,是电子半导体历史上首块商用的 16 位单芯片微处理器,被广泛应用于德州仪器代号为 TI-99/4 以及 TI-99A 的家庭电脑中。时任德州仪器副总裁的 Walden C. Rhines 曾试图说服 IBM 在个人电脑中使用 TMS9900,但 IBM 最终选择搭载英特尔 8088。败走个人电脑市场后,德州仪器将重心转移至 TMS320 处理器。

 

入选理由:

 

上世纪 70 年代,TMS9900 对标英特尔 8088,后者是 20 位处理器,领先于德州仪器的 16 位,直接导致在与主存交换数据传输的速率差距。另外,德州仪器未开发 TM9900 的配套外围芯片,实际运行时与 8 位外围芯片配合,造成处理器崩溃。

 

TMS9900 所采用的结构与其他德州仪器产品相比,只是采用 16 位的逻辑地址空间,在其他架构方面与八位的微处理器几乎相同。德州仪器并没有开发一个全新的体系架构,这在当时是无法解决的问题。

 

Qualcomm Snapdragon 810

 

 

首发于 2015 年,采用四核 Cortex-A57 与 Adreno 430 GPU,并搭载台积电 20 纳米制程工艺,是高通首款使用 big.LITTLE 技术(为适当作业分配恰当的处理器)芯片,但是被 ExtremeTech 专利作家 Joel Hruska 称为高通最不满意的高端 SoC 芯片。

 

入选理由:

 

包括 HTC One M9 与 LG G Flex 2 等搭载 Snapdragon 810 的手机出现明显过热,以及运行速度放缓问题。同时,采用相同架构(Cortex A53 与 A57)的三星 Exynos 7420 处理器,在运行至最高主频速率时,运行流畅度远胜于 Snapdragon 810。

 

高通 810 的失败同时,也带来了移动终端市场分水岭:三星凭 Exynos 7420 成为硬件之王,而 HTC、索尼、摩托罗拉终退出一线;国内华为凭 950 赶上第一梯队;小米 5 被 810 推迟发布接近 12 个月, 销量被华为超越。

 

写在最后

 

其实不过短短几十年的时间,处理器市场玩家的腥风血雨反复就在昨天,而幸存下来的依然还是英特尔与 AMD(PC 端),以及高通与三星(移动端)。

 

好在如今海思与联发科加入战局,而龙芯与君正等国产 PC 处理器厂商也在试图破局,下一个 10 年,或者 20 年,回首总结时,史上最差处理器又会“花落谁家”?