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普及贴:CPU的发展历程(X86篇)

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发表于 2015-10-27 14:24:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1X86处理器起源

CPU的溯源可以一直去到1971年。在那一年,当时还处在发展阶段的INTEL公司推出了世界上第一台微处理器4004。这不但是第一个用于计算器的4位微处理器,也是第一款个人有能力买得起的电脑处理器!4004含有2300个晶体管,功能相当有限,而且速度还很慢,属于4位处理器,被当时的蓝色巨人IBM以及大部分商业用户不屑一顾,但是它毕竟是划时代的产品,从此以后,INTEL便与微处理器结下了不解之缘。在4004之后,INTEL相继开发了8008,8080,8085这些都属于8位处理器。可以这么说,CPU的历史发展历程其实也就是INTEL公司X86系列CPU的发展历程,我们就通过它来展开我们的“CPU历史之旅”。

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1978年,Intel公司再次领导潮流,首次生产出16位的微处理器,并命名为i8086,同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集,但在i8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算指令。由于这些指令集应用于i8086和i8087,所以人们也这些指令集统一称之为X86指令集。虽然以后Intel又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU,但都仍然兼容原来的X86指令,而且Intel在后续CPU的命名上沿用了原先的X86序列,直到后来因商标注册问题,才放弃了继续用阿拉伯数字命名。至于在后来发展壮大的其他公司,例如AMD和Cyrix等,在486以前(包括486)的CPU都是按Intel的命名方式为自己的X86系列CPU命名,但到了586时代,市场竞争越来越厉害了,由于商标注册问题,它们已经无法继续使用与Intel的X86系列相同或相似的命名,只好另外为自己的586、686兼容CPU命名了。

1979年,INTEL公司推出了8088芯片,它仍旧是属于16位微处理器,内含29000个晶体管,时钟频率为4.77MHz,地址总线为20位,可使用1MB内存。8088内部数据总线都是16位,外部数据总线是8位,而它的兄弟8086是16位。1981年8088芯片首次用于IBM PC机中,开创了全新的微机时代。也正是从8088开始,PC机(个人电脑)的概念开始在全世界范围内发展起来。


在8086基础上还出过一款80186,是intel针对工业控制/通信等嵌入式市场,于1980年推出的8086处理器的扩展产品,除8086内核,另外包括了中断控制器、定时器、DMA、I/O、UART、片选电路等外设。。



1982年,许多年轻的读者尚在襁褓之中的时候,INTE已经推出了划时代的最新产品枣80286芯片,该芯片比8006和8088都有了飞跃的发展,虽然它仍旧是16位结构,但是在CPU的内部含有13.4万个晶体管,时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位,地址总线24位,可寻址16MB内存。从80286开始,CPU的工作方式也演变出两种来:实模式和保护模式。


2Intel80286处理器


    1.jpg

1985年INTEL推出了80386芯片,它是80X86系列中的第一种32位微处理器,而且制造工艺也有了很大的进步,与80286相比,80386内部内含27.5万个晶体管,时钟频率为12.5MHz,后提高到20MHz,25MHz,33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位,地址总线也是32位,可寻址高达4GB内存。它除具有实模式和保护模式外,还增加了一种叫虚拟86的工作方式,可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。除了标准的80386芯片,也就是我们以前经常说的80386DX外,出于不同的市场和应用考虑,INTEL又陆续推出了一些其它类型的80386芯片:80386SX、80386SL、80386DL等。1988年推出的80386SX是市场定位在80286和80386DX之间的一种芯片,其与80386DX的不同在于外部数据总线和地址总线皆与80286相同,分别是16位和24位(即寻址能力为16MB)。

1990年推出的80386SL和80386 DL都是低功耗、节能型芯片,主要用于便携机和节能型台式机。80386 SL与80386 DL的不同在于前者是基于80386SX的,后者是基于80386DX的,但两者皆增加了一种新的工作方式:系统管理方式。当进入系统管理方式后,CPU就自动降低运行速度、控制显示屏和硬盘等其它部件暂停工作,甚至停止运行,进入“休眠”状态,以达到节能目的。1989年,我们大家耳熟能详的80486芯片由INTEL推出,这种芯片的伟大之处就在于它实破了100万个晶体管的界限,集成了120万个晶体管。80486的时钟频率从25MHz逐步提高到33MHz、50MHz。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内,并且在80X86系列中首次采用了RISC(精简指令集)技术,可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方式,大大提高了与内存的数据交换速度。由于这些改进,80486的性能比带有80387数学协处理器的80386DX提高了4倍。80486和80386一样,也陆续出现了几种类型。上面介绍的最初类型是80486DX。1990年推出了80486SX,它是486类型中的一种低价格机型,其与80486DX的区别在于它没有数学协处理器。80486 DX2由系用了时钟倍频技术,也就是说芯片内部的运行速度是外部总线运行速度的两倍,即芯片内部以2倍于系统时钟的速度运行,但仍以原有时钟速度与外界通讯。80486 DX2的内部时钟频率主要有40MHz、50MHz、66MHz等。80486 DX4也是采用了时钟倍频技术的芯片,它允许其内部单元以2倍或3倍于外部总线的速度运行。为了支持这种提高了的内部工作频率,它的片内高速缓存扩大到16KB。80486 DX4的时钟频率为100MHz,其运行速度比66MHz的80486 DX2快40%。80486也有SL增强类型,其具有系统管理方式,用于便携机或节能型台式机。


3、Pentium的来历

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在286、386、486这些产品深入人心后,1992年10月20日,在纽约第十届PC用户大会上,葛洛夫正式宣布Intel第五代处理器被命名Pentium,而不是586,出乎许多人预料。

事实上,Intel公司对此更名"蓄谋已久"。在此之前,由于386、486系列产品性能出众,AMD与Cyrix生产的处理器也以这些数字命名,INTEL虽大为不满却又无可奈何,因为按照法律,数字是不能用作商标名称,无法注册。"偏执狂"葛洛夫在一次记者招待会上说:"如果要命名586,就请从我身上跨过去"--充分显示了Intel管理层重新制定品牌战略的决心。

一场极其广泛的命名活动拉开了帷幕。从公司员工脑海中的灵感火花到海外友人集思广益,一共征集到3300多个名称。其中甚至有586NOT、iCUCyrix等十分有趣滑稽的名字。最后敲定的三个候选名称是InteLigence、RADAR1和Pentium.据说当时InteLigence的呼声颇高,但后来公司高层对它们的最终投票却使得Pentium脱颖而出。

为什么叫这样一个名字?葛洛夫解释说:它是一个来自古典语的商标,PENT在希腊文中表示"5",-ium看上去是某化学元素的词尾,用在这里可以表示处理器的强大处理能力和高速性能。

值得注意的是在PentimuPro的一个封装中除Pentimu Pro芯片外还包括有一个256KB的二级缓存芯片,两个芯片之间用高频宽的内部通讯总线互连,处理器与高速缓存的连接线路也被安置在该封装中,这样就使高速缓存能更容易地运行在更高的频率上。奔腾 Pro 200MHZCPU的L2 CACHE就是运行在200MHZ,也就是工作在与处理器相同的频率上。这样的设计领奔腾 Pro达到了最高的性能。


而Pentimu Pro最引人注目的地方是它具有一项称为“动态执行”的创新技术,这是继奔腾在超标量体系结构上实现实破之后的又一次飞跃。Pentimu Pro系列的工作频率是150/166/180/200,一级缓存都是16KB,而前三者都有256KB的二级缓存,至于频率为200的CPU还分为三种版本,不同就在于他们的内置的缓存分别是256KB,512KB,1MB。不过由于当时缓存技术还没有成熟,加上当时缓存芯片还非常昂贵,因此尽管Pentimu Pro性能不错,但远没有达到抛离对手的程度,加上价格十分昂贵,一次PentimuPro实际上出售的数目非常至少,市场生命也非常的短,Pentimu Pro可以说是Intel第一个失败的产品。


4、辉煌的开始——奔腾 MMX:

INTEL吸取了奔腾 Pro的教训,在1996年底推出了奔腾系列的改进版本,厂家代号P55C,也就是我们平常所说的奔腾 MMX(多能奔腾)。这款处理器并没有集成当时卖力不讨好的二级缓存,而是独辟蹊径,采用MMX技术去增强性能。

MMX技术是INTEL最新发明的一项多媒体增强指令集技术,它的英文全称可以翻译“多媒体扩展指令集”。MMX是Intel公司在1996年为增强奔腾 CPU在音像、图形和通信应用方面而采取的新技术,为CPU增加了57条MMX指令,除了指令集中增加MMX指令外,还将CPU芯片内的L1缓存由原来的16KB增加到32KB(16K指命+16K数据),因此MMX CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时,处理多媒体的能力上提高了60%左右。MMX技术不但是一个创新,而且还开创了CPU开发的新纪元,后来的SSE,3DNOW!等指令集也是从MMX发展演变过来的。

在Intel推出奔腾 MMX的几个月后,AM也推出了自己研制的新产品K6。K6系列CPU一共有五种频率,分别是:166/200/ 233/266/300,五种型号都采用了66外频,但是后来推出的233/266/300已经可以通过升级主板的BIOS 而支持100外频,所以CPU的性能得到了一个飞跃。特别值得一提的是他们的一级缓存都提高到了64KB,比MMX足足多了一倍,因此它的商业性能甚至还优于奔腾 MMX,但由于缺少了多媒体扩展指令集这道杀手锏,K6在包括游戏在内的多媒体性能要逊于奔腾 MMX。

5、优势的确立——奔腾
Intel
奔腾处理器 :

在接口技术方面,为了击跨INTEL的竞争对手,以及获得更加大的内部总线带宽,奔腾
首次采用了最新的solt1接口标准,它不再用陶瓷封装,而是采用了一块带金属外壳的印刷电路板,该印刷电路板不但集成了处理器部件,而且还包括32KB的一级缓存。如要将奔腾处理器与单边插接卡(也称SEC卡)相连,只需将该印刷电路板(PCB)直接卡在SEC卡上。SEC卡的塑料封装外壳称为单边插接卡盒,也称SEC(Single-edgecontactCartridge)卡盒,其上带有奔腾的标志和奔腾印模的彩色图像。在SEC卡盒中,处理器封装与L2高速缓存和TagRAM均被接在一个底座(即SEC卡)上,而该底座的一边(容纳处理器核心的那一边)安装有一个铝制散热片,另一边则用黑塑料封起来。奔腾CPU内部集合了32KB片内L1高速缓存(16K指令/16K数据);57条MMX指令;8个64位的MMX寄存器。750万个晶体管组成的核心部分,是以203平方毫米的工艺制造出来的。

处理器被固定到一个很小的印刷电路板(PCB)上,对双向的SMP有很好的支持。至于L2高速缓存则有,512K,属于四路级联片外同步突发式SRAM高速缓存。这些高速缓存的运行速度相当于核心处理器速度的一半(对于一个266MHz的CPU来说,即为133MHz)。奔腾的这种SEC卡设计是插到Slot1(尺寸大约相当于一个ISA插槽那么大)中。所有的Slot1主板都有一个由两个塑料支架组成的固定机构。一个SEC卡可以从两个塑料支架之间滑入Slot1中。将该SEC卡插入到位后,就可以将一个散热槽附着到其铝制散热片上。266MHz的奔腾运行起来只比200MHz的奔腾Pro稍热一些(其功率分别为38.2瓦和37.9瓦),但是由于SEC卡的尺寸较大,奔腾的散热槽几乎相当于Socket7或Socket8处理器所用的散热槽的两倍那么大。

除了用于普通用途的奔腾
之外,Intel还推出了用于服务器和高端工作站的Xeon系列处理器采用了Slot 2插口技术,32KB 一级高速缓存,512KB及1MB的二级高速缓存,双重独立总线结构,100MHz系统总线,支持多达8个CPU。


6世纪末的辉煌——奔腾III:

在99年初,Intel发布了第三代的奔腾处理器——奔腾III,第一批的奔腾III 处理器采用了Katmai内核,主频有450和500Mhz两种,这个内核最大的特点是更新了名为SSE的多媒体指令集,这个指令集在MMX的基础上添加了70条新指令,以增强三维和浮点应用,并且可以兼容以前的所有MMX程序。
不过平心而论,Katmai内核的奔腾III除了上述的SSE指令集以外,吸引人的地方并不多,它仍然基本保留了奔腾II的架构,采用0.25微米工艺,100Mhz的外频,Slot1的架构,512KB的二级缓存(以CPU的半速运行)因而性能提高的幅度并不大。不过在奔腾III刚上市时却掀起了很大的热潮,曾经有人以上万元的高价去买第一批的奔腾III。
可以大幅提升,从500Mhz开始,一直到1.13Ghz,还有就是超频性能大幅提高,幅度可以达到50%以上。此外它的二级缓存也改为和CPU主频同步,但容量缩小为256KB。

除了制程带来的改进以外,部分Coppermine 奔腾III还具备了133Mhz的总线频率和Socket370的插座,为了区分它们,Intel在133Mhz总线的奔腾III型号后面加了个“B”, Socket370插座后面加了个“E”,例如频率为550Mhz,外频为133Mhz的Socket370 奔腾III就被称为550EB。
看到Coppermine核心的奔腾III大受欢迎,Intel开始着手把Celeron处理器也转用了这个核心,在2000年中,推出了Coppermine128核心的Celeron处理器,俗称Celeron2,由于转用了0.18的工艺,Celeron的超频性能又得到了一次飞跃,超频幅度可以达到100%。


7AMD的绝地反击——Athlon



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在AMD公司方面,刚开始时为了对抗奔腾III,曾经推出了K6-3处理器。K6-3处理器是三层高速缓存(TriLevel)结构设计,内建有64K的第一级高速缓存(Level 1)及256K的第二层高速缓存(Level 2),主板上则配置第三级高速缓存(Level 3)。K6-3处理器还支持增强型的3D Now!指令集。由于成本上和成品率方面的问题,K6-3处理器在台式机市场上并不是很成功,因此它逐渐从台式机市场消失,转进笔记本市场。



真正让AMD扬眉吐气的是原来代号K7的Athlon处理器。Athlon具备超标量、超管线、多流水线的Risc核心(3Way SuperScalar Risc core),采用0.25微米工艺,集成2,200万个晶体管,Athlon包含了三个解码器,三个整数执行单元(IEU),三个地址生成单元(AGU),三个多媒体单元(就是浮点运算单元),Athlon可以在同一个时钟周期同时执行三条浮点指令,每个浮点单元都是一个完全的管道。K7包含3个解码器,由解码器将解码后的macroOPS指令(K7把X86指令解码成macroOPS指令,把长短不一的X86指令转换成长短一致的macroOPS指令,可以充分发挥RISC核心的威力)送给指令控制单元,指令控制单元能同时控制(保存)72条指令。再把指令送给整数单元或多媒体单元。整数单元可以同时调度18条指令。每个整数单元都是一个独立的管道,调度单元可以对指令进行分支预测,可以乱序执行。K7的多媒体单元(也叫浮点单元)有可以重命名的堆栈寄存器,浮点调度单元同时可以调度36条指令,浮点寄存器可以保存88条指令。在三个浮点单元中,有一个加法器,一个乘法器,这两个单元可以执行MMX指令和3DNow指令。还有一个浮点单元负责数据的装载和保存。由于K7强大的浮点单元,使AMD处理器在浮点上首次超过了Intel当时的处理器。
Athlon内建128KB全速高速缓存(L1 Cache),芯片外部则是1/2时频率、512KB容量的二级高速缓存(L2 Cache),最多可支持到8MB的L2Cache,大的缓存可进一步提高服务器系统所需要的庞大数据吞吐量。

Athlon的封装和外观跟Pentium
相似,但Athlon采用的是Slot A接口规格。Slot A接口源于Alpha EV6总线,时钟频率高达200MHz,使峰值带宽达到1.6GB/S,在内存总线上仍然兼容传统的100MHz总线,现这样就保护了用户的投资,也降低了成本。后来还采用性能更高的DDR SDRAM,这和Intel力推的800MHzRAMBUS的数据吞吐量差不多。EV6总线最高可以支持到400MHz,可以完善的支持多处理器。所以具有天生的优势,要知道Slot1只支持双处理器而SlotA可支持4处理器。SlotA外观看起来跟传统的Slot1插槽很像,就像Slot1插槽倒转180度一样,但两者在电气规格、总线协议是完全不兼容的。Slot 1/Socket370的CPU,是无法安装到Slot A插槽的Athlon主板上,反之亦然。


8踏入新世纪的CPU

进入新世纪以来,CPU进入了更高速发展的时代,以往可望而不可及的1Ghz大关被轻松突破了,在市场分布方面,仍然是Intel跟AMD公司在两雄争霸,它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium 和Celeron、Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器,竞争日益激烈。

在Intel方面,在上个世纪末的2000年11月,Intel发布了旗下第四代的Pentium处理器,也就是我们天天都能接触到的Pentium 4。Pentium 4没有沿用PIII的架构,而是采用了全新的设计,包括等效于的400MHz前端总线(100 x 4), SSE2指令集,256K-512KB的二级缓存,全新的超管线技术及NetBurst架构,起步频率为1.3GHz。

第一个Pentium4核心为Willamette,全新的Socket 423插座,集成256KB的二级缓存,支持更为强大的SSE2指令集,多达20级的超标量流水线,搭配i850/i845系列芯片组,随后Intel陆续推出了1.4GHz-2.0GHz的Willamette P4处理器,而后期的P4处理器均转到了针角更多的Socket 478插座。

和奔腾III一样,第一个Pentium4核心并不受到太多的好评,主要原因是新的CPU架构还不能受到程序软件的充分支持,因此Pentium4经常大幅落后于同频的Athlon,甚至还如Intel自己的奔腾III。但在一年以后,Intel发布了第二个Pentium4核心,代号为Northwood,改用了更为精细的0.13微米制程,集成了更大的512KB二级缓存,性能有了大幅的提高,加上Intel孜孜不倦的推广和主板芯片厂家的支持,目前Pentium4已经成为最受欢迎的中高端处理器。

在低端CPU方面,Intel发布了第三代的Celeron核心,代号为Tualatin,这个核心也转用了0.13微米的工艺,与此同时二级缓存的容量提高到256KB,外频也提高到100Mhz,目前Tualatin Celeron的主频有1.0、1.1、1.2、1.3Ghz等型号。Intel也推出了Tualatin核心的奔腾III,集成了更大的512KB二级缓存,但它们只应用于服务器和笔记本电脑市场,在台式机市场很少能看到。

在AMD方面,在2000年中发布了第二个Athlon核心——Tunderbird,这个核心的Athlon有以下的改进,首先是制造工艺改进为0.18微米,其次是安装界面改为了SocketA,这是一种类似于Socket370,但针脚数为462的安装接口。最后是二级缓存改为256KB,但速度和CPU同步,与Coppermine核心的奔腾III一样。

Tunderbird核心的Athlon不但在性能上要稍微领先于奔腾III,而且其最高的主频也一直比奔腾III高,1Ghz频率的里程碑就是由这款CPU首先达到的。不过随着Pentium4的发布,Tunderbird开始在频率上落后于对手,为此,AMD又发布了第三个Athlon核心——Palomino,并且采用了新的频率标称制度,从此Athlon型号上的数字并不代表实际频率,而是根据一个公式换算相当于竞争对手(也就是Intel)产品性能的频率,名字也改为AthlonXP。例如AthlonXP1500+处理器实际频率并不是1.5Ghz,而是1.33GHz。最后,AthlonXP还兼容Intel的SSE指令集,在专门为SSE指令集优化的软件中也能充分发挥性能。

在低端CPU方面,AMD推出了Duron CPU,它的基本架构和Athlon一样,只是二级缓存只有64KB。Duron从发布开始,就能远远抛离同样主攻低端市场的Celeron,而且价格更低廉,一时间Duron成为低价DIY兼容机的第一选择,但Duron也有它致命的弱点,首先是继承了Athlon发热量大的特点,其次是它的核心非常脆弱,在安装CPU散热器时很容易损坏。

9近几年的主流CPU

在非服务器端近几年来最流行的X86 CPU非英特尔酷睿系列莫属了,代表性的为酷睿i3,i5,i7。目前酷睿系列已发展到了第六代i7,前身为 Skylake,采用14nm工艺。限于篇幅,以下就不再介绍。

发表于 2018-9-18 22:53:19 | 显示全部楼层
回复 1# jackzhang


    SOURCE  
威盛中国芯:VIA芯片帝国沉浮录

来源:内容来自微博 硬哥,谢谢。
前几天的故事里经常提到VIA,很多人让我讲讲,VIA的确有很多可以讲的,先吹一波当年的VIA有多么牛逼吧,这正好就是Intel与VIA专利大战的历史背景:
VIA芯片组市占率层一度超过70%  
VIA威盛,1987年由Intel工程师程文琦在美国创办,1993年迁回台湾由王雪红控股。1997年王雪红创办HTC,2003年程文琦和王雪红结婚,王雪红任VIA董事长,程文琦任总经理。2015年王雪红辞去VIA董事长职务。
VIA在ISA向PCI总线过度阶段起家,在芯片组与控制器方面进步神速,凭借不错的性能和超高性价比,很快就成为仅次于Intel的第二大芯片组厂商,并在2000年左右,超越Intel获得了超过一半的市占率,极盛时期曾一度超过70%!
我是2000年上的大学,那一年我们班同学装的电脑,不论Intel还是AMD平台,主板几乎都是VIA芯片组,AMD平台就不说了VIA独霸,Intel平台VIA在性能上也不输Intel原厂,价格还便宜很多。当年VIA唯一的黑点是,得装一个4合1补丁,其实就是南桥驱动,不知道怎么就给起了“补丁”这个挺吓人的名字,这补丁还经常更新,给人的感觉就是兼容性、稳定性、性能都差点,其实Intel只不过把驱动整合在了Win98系统当中而已,就说现在Intel和AMD的芯片组不都得装个南桥驱动吗?要不是“补丁”这词给了Intel芯片组更稳定的假象,VIA的市占率还能更高。
VIA收购Cyrix成为第三大X86 CPU厂商  
1999年,VIA收购Cyrix,成为第三大X86处理器厂商,此后VIA自称中国芯,比龙芯、汉芯、麒麟之类的早多了。而且VIA一直和大陆保持很好的合作关系,很多科研机构也愿意支持VIA。
Cyrix是在Intel第一颗微处理器8086时代,和AMD一起拿到X86授权的厂商,此后一直凭借高性价比在386486586时代占有一席之地,但后来差距逐渐被Intel和AMD甩开;
VIA收购S3成为第三大显卡GPU厂商  
2000年,VIA收购S3图形部门,成为第三大显示芯片厂商,VIA成为第一家同时拥有CPU、GPU和芯片组的厂商,这比AMD后来收购ATI吹牛逼早了很多年。
S3是著名显示芯片品牌,资历比3DFX、ATI、NVIDIA都要老。2D时代是Trident和S3的天下,S3还要更胜一筹。但随着3D时代到来,3DFX迅速崛起,再加上芯片组集成显卡,2D显卡品牌都没落了,只有NVIDIA异军突起打败并收购了3DFX,ATI也迅速扛起大旗,继续维持着两家独大的局面。
VIA在2000年左右达到巅峰状态,有眼光也有野心,芯片组在业界数一数二,又收购了CPU和GPU届老三,还积极吃进各种总线、协议专利,掌握了大量核心技术,当年VIA成为台湾龙头股,被称为台湾的Intel,可以说是众望所归,期待VIA能够成就一番宏图霸业。
正所谓木秀于林,风必摧之。VIA发展太快了,太高调了,同时还触动了老大的地位。当年一些合作伙伴建议VIA不要试图挑战Intel,但自信心爆棚的VIA高估了自己的实力。其实如果那个时候VIA能收敛一些,低调的消化吸收Cyrix和S3,说不定未来真有希望在处理器领域占有一席之地。
VIA与Intel的专利大战  
1999年,Intel起诉VIA,内容是VIA给AMD造的芯片组侵犯了Intel的专利。当时VIA为了延续SDRAM内存的寿命,将频率从Intel死守的100MHz提升至133MHz,Intel本打算直接上RDRAM的,但因为新内存难产,Intel只好跟进推出支持PC133芯片组,然而VIA把PC133也带到了AMD平台,就侵犯了不知道哪条专利。2000年这官司部分和解,2001年完全和解。
2001年,奔4上市,高频低能,Intel押宝RDRAM内存失败,高端850芯片组失败,低端仅支持SDRAM内存的845芯片组扛不起大旗,Intel与Rambus有专利限制一时半会还不能推出支持DDR的芯片组。
VIA和AMD主导的DDR内存大获全胜,VIA和AMD组合一路高歌猛进。这让Intel十分恼火,于是在P4芯片组授权时,Intel别有用心的绕开了第一大厂VIA,授权给了台湾小厂SIS和ALI(ULI)这两家。Intel当时的市场份额依然过半,VIA不可能放弃半壁江山只在AMD平台玩。由于VIA收购的S3拥有大量Intel交叉授权协议,其中包括总线协议,所以VIA在没有拿到Intel官方授权的情况下就推出了支持P4的芯片组,Intel说小样你终于上钩了。
2001年9月,Intel起诉VIA的P4X266芯片组侵犯了5项专利
几天后VIA反诉Intel的845芯片组侵犯了PC133 SDRAM内存专利
又过几天Intel追加起诉VIA的C3处理器侵犯了5项专利,要求禁售C3处理器
Intel向主板厂商施压要求不得使用VIA芯片组,否则不给报销并且加收专利罚金
VIA立即表示用我家芯片组报销一切专利费和罚金,并且推出自有品牌原厂主板
Intel扛过了最关键的几个月,2001年底Intel发布支持DDR内存的845D芯片组
最终强龙压过了地头蛇,台湾主板大厂都不敢用VIA芯片组,支持VIA的只有一些小品牌
2012年,Intel和VIA继续在美国、欧洲、台湾展开专利战,无非是各种交叉授权、互换专利、反垄断等,大都没有结果,因为这其中的细节本来就说不清道不明。
VIA后院失火,NVIDIA携双通道强势杀入AMD平台  
2001年,NVIDIA进军芯片组,nForce1代并不成功,但却一炮走红,是首款支持双通道DDR内存的芯片组,虽然双通道在当时的AMD平台没啥用(内存带宽超过处理器总线带宽),但这展示了NVIDIA的技术实力奠定了领导者地位。2002年,nForce2发布,迅速成为了AMD平台首选芯片组。
当时VIA忙于和Intel打专利战,重心都集中在了Intel平台,希望凭借领先的技术和性能打败Intel芯片组,博得用户的同情与支持,但是在人家主场取胜谈何容易。VIA对于自己的后院AMD平台支持力度不够,KT266/333/400/600等芯片组都是单通道没什么新意,事实上VIA的单通道芯片组并不输给NVIDIA的双通道nForce 2,双通道虽然没啥用但给人感觉就是你落后了,消费者就是这么不理性但你也没办法。直到2004年VIA才推出了支持双通道DDR的KT880芯片组。就这样后院失火,被两面夹击,市占率迅速下滑。
2003年4月,Intel和VIA正式达成和解,双方撤销了在5个国家提出的11次诉讼共27项专利争议,并且签署了为期十年的交叉授权协议,Intel授权VIA销售C3系列X86处理器,Intel授权VIA生产兼容Intel处理器的芯片组。表面上看,VIA终于打赢了为期两年半的专利战,实际上VIA失去了最宝贵的两年半时间。
半导体芯片行业,三年河西三年河东,此时的VIA已经不再是芯片组老大,CPU和GPU也没有什么亮点,可以说完全被Intel拖垮了,被NVIDIA乘虚而入攻城略地,主要业务丧失主动权。
NVIDIA的SLI技术让VIA芯片组失去竞争力  
终于,VIA可以静下心来公平的与Intel和NVIDIA较量了,凭借多年的技术积累和惯用的性价比路线,按理说扳回市场也不是难事,但又有了新的变数——NVIDIA和ATI开始玩双卡互联了。
2004年,NVIDIA第一次拿出雪藏多年的3DFX祖传技术SLI,连名字都没改,玩家们顿时群情振奋,别管以后用不用得着,贵不贵,主板你得给我支持SLI。ATI都被吓尿了,用第三方解决方案对现有旗舰显卡改造,连夜赶制出了CrossFire技术来应对,如果你见过X850XT CrossFire主卡那奇葩的接口和粗壮的线缆,就知道ATI当年有多害怕了。
连NVIDIA应该都没想到重见天日的SLI技术会既叫好又叫做,一开始SLI对任何主板都开放,很快就通过驱动限制只有NVIDIA芯片组才支持SLI,之后推出了认证方案,每个主板型号都需要给NVIDIA交保护费才开放支持,主板上才能印上SLI认证Logo。当年的情况是,如果不支持双卡,你的平台就是垃圾,所以Intel很郁闷,本身P4和PD就被AMD压着打,现在有了双卡技术,游戏玩家根本都不会正眼看Intel平台一眼。于是凭借SLI这个筹码,NVIDIA终于敲开了Intel的大门,迫使Intel开放授权,NVIDIA可以给Intel造芯片组了。
VIA就更郁闷了,NVIDIA不会开放支持,ATI倒是开放支持交火,但ATI当时的显卡不给力啊。
AMD收购ATI终结第三方芯片组,VIA和NVIDIA同时出局  
2006年,AMD收购ATI,获得了芯片组技术。Intel和AMD都开始主推自家芯片组,别说VIA了,连风头正盛的NVIDIA芯片组之路都嘎然而止。Core i和APU时代,Intel和AMD将原本属于北桥的所有功能都整合在了CPU里面,不再开放芯片组授权。第三方芯片组百花齐放的时代走到了尽头。
2008年,VIA和SIS先后宣布退出芯片组市场。当时也传言NVIDIA将退出芯片组市场,但直到2010年,老黄才正式宣布退出芯片组市场,老黄凭借SLI授权和一颗PCI-E桥接芯片扛了两年还是没有找到机会,芯片组业务曾一度占NVIDIA总收入的30%,可见这块业务谁都不愿意轻易放弃,但话语权掌握在别人手中,没有办法。
AMD 2017新平台用(原VIA团队)外包芯片组  
2007年,VIA芯片组业务已经陷入停滞,看不到希望。于是VIA平台业务副总裁兼总经理林哲伟跳槽至从事集成电路设计的华硕子公司祥硕科技(ASMedia Technology),而且带走了大约40名从事芯片组业务研发的核心技术人员。
虽然失去了芯片组业务,但此后VIA和ASMedia依然在主板第三方扩展芯片方面持续发力,本是同根生的这两兄弟在USB3.0、USB3.1、SATA Raid控制器、HUB控制器、U盘SSD主控、声卡、网卡等领域竞争还挺激烈,大家应该在一些中高端主板上能看到这两家的Logo,装驱动时也可能见到过。
2012年,VIA起诉祥硕的USB3.0控制器抄袭了VIA的物理层设计,警方进入祥硕公司搜出来不少VIA的电路图,这官司打了两年多,最后被驳回。
2017年,AMD全新架构Ryzen系列处理器的座驾X370芯片组不是AMD原厂芯片组,而是外包给祥硕设计,基本上可以认为是老VIA团队的杰作。详细分析可以查看我之前发过一条微博专门讲X370芯片组。
VIA的CPU和GPU怎么样了?  
2000年,VIA在收购Cyrix的第二年推出了延期多年的处理器C3,接口兼容Intel的Socket 370,这款处理器拥有奔腾3的规格,但频率只有433MHz,要知道当年Intel和AMD可是在冲击1GHz,最后其性能只有同频赛扬的7-8成,看上去性能还不错,但赛扬的性能很烂,与奔3差距很大,AMD的毒龙性能又好又便宜还能铅笔大法超频,C3没有任何机会。
VIA发现和Intel AMD在正面对抗是没有胜算的,Cyrix性能虽然不行但功耗比较低,于是绝对转战笔记本平台,当时的情况是Intel的P4高频低能,根本不适合在笔记本上用,VIA此时杀进去的确有机会。然而2005年VIA才发布了C7-M处理器,此时Intel已经拿出了以色利团队开发的备用低功耗架构Pentium M了,也就是酷睿的前身,这个奔腾M潜力无限,超频后AMD的K8都不一定能赢,VIA怎么可能是对手。C7-M频率达到了1.5-2.0GHz,功耗也不超过20W,但性能只有同功耗同频奔腾M的一半……2006年VIA推出了桌面版的C7-D,那时候台式机谁在乎功耗啊,绿色环保的C7-D自然无人问津。
笔记本平台还是没戏,那就往更低功耗的领域——嵌入式市场进军,2007年,VIA发布TDP最低仅有1W的Eden处理器,整个家族处理器成员最高不超过7.5W,是最节能的X86处理器,很受工业市场欢迎,但这毕竟是个小众市场。然而这个市场很快就被Intel盯上了,2008年Intel发布了Atom,开启了上网本市场。
2008年,VIA推出了Nano处理器,和Atom正面竞争,这次VIA竟然不落下风,因为Atom本来就是垃圾嘛。然而上网本昙花一现,Atom恶评如潮,Nano也没捞着什么好处,不过这个系列的处理器还是有一定知名度的,廉价上网本、低功耗mini PC、各种开发板都有使用,像mini-ITX、nano-ITX这些小主板标准都是VIA为Nano处理器主导制定的。
2013年,上海市国资委、台湾威盛电子合资成立上海兆芯集成电路有限公司,其中上海市国资委出资2亿美元占股80%,威盛电子出资4975万美元占股20%,VIA的Cyrix和S3原版人马都加入了兆芯。兆芯首款CPU其实就是双核Nano。
兆芯最新款的CPU,会使用16nm工艺,整合DDR4内存控制器,PCIE控制器,还有S3的GPU,2017年流片,2018年量产。关于兆芯,最近其实有很多报道,无论CPU还是GPU部分,看上去在移动平台还是很有竞争力的,大家感兴趣的话不妨百度一下。
发表于 2018-10-14 20:36:04 | 显示全部楼层
Protect dream!
发表于 2018-11-2 22:54:23 | 显示全部楼层
Interesting CPU history.
Until now, DDR is still mainstream of memory technology.
发表于 2018-12-21 11:14:32 | 显示全部楼层
Interesting CPU history.
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