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迷人的芯片
????作者：Brent Schlender ????英特爾和惠普把它們合作開發(fā)的?Merced?微處理器稱作計(jì)算機(jī)技術(shù)上的下一個(gè)重大突破,。這項(xiàng)技術(shù)還能夠永遠(yuǎn)地吸引客戶并使他們對(duì)新產(chǎn)品鐘愛有加,。 ????英特爾公司和惠普公司合作開發(fā)?Merced?微處理器的消息早已是人所共知的事了。這種加速微處理器的性能比目前無處不在的奔騰微處理器更勝一籌,。早在?1994?年英特爾和惠普就不動(dòng)聲色地透露了這個(gè)合作項(xiàng)目,，而今，全硅谷的人都已耳熟能詳,。? ????但是,，對(duì)這個(gè)因一條流經(jīng)約塞米蒂谷的小河而得名的?Merced?芯片，人們卻很少知道什么具體的情況,。局外者只是聽說,，這種芯片有些像已經(jīng)上市的其他幾種?64?位的高擋芯片，而奔騰芯片是?32?位的,。他們還知道這種芯片將在?90?年代末的某個(gè)時(shí)候大量上市,。有意思的是，盡管關(guān)于?Merced?的消息是少而又少,，但引起的轟動(dòng)反應(yīng)卻非同一般,，就是請(qǐng)史蒂夫?喬布斯（Steve?Jobs）來為英特爾和惠普大造輿論，竭力促銷,，也未必能取得這樣的效果,。? ????每年在硅谷舉行的微處理器論壇，吸引了微處理器主要生產(chǎn)商家前來與會(huì),。在去年?10?月中旬的大會(huì)上,，人們對(duì)這種芯片表現(xiàn)出了熱切的期盼之情。Merced?的主要設(shè)計(jì)者們終于透露了這種芯片將是多么的不同尋常──按照他們的說法,，這種芯片具有革命性的意義,。通常是專業(yè)人士參加的會(huì)議的請(qǐng)柬一下子成了城里最搶手的入場(chǎng)券。包括幾十名記者在內(nèi)的?1,200?多位與會(huì)者,，擠在圣何塞－費(fèi)爾蒙特飯店的宴會(huì)大廳里,，就像內(nèi)存條上集成的晶體管一樣密密麻麻。另外還有數(shù)十個(gè)人被拒之門外,。Merced?芯片的主要設(shè)計(jì)師──英特爾的約翰?克勞福德（John?Crawford）和惠普的杰里?哈克（Jerry?Huck）──向同行們作了深?yuàn)W的說明,，用大量的時(shí)間介紹了這種最先進(jìn)的微處理器設(shè)計(jì)的奧秘，并著重談了“儲(chǔ)存器與處理器的等待時(shí)間”和“預(yù)測(cè)和推斷”等問題。他們沒有過多地透露普通的個(gè)人計(jì)算機(jī)用戶所關(guān)心的內(nèi)容,，如芯片的價(jià)格定位,、上面集成的晶體管數(shù)量、運(yùn)行的速度等等,。但是,，人們都很清楚克勞福德和赫克的話外之音。英特爾的各個(gè)工廠總耗資?50?億美元,，當(dāng)?1999?年它在某一處工廠里開始批量生產(chǎn)?Merced?芯片時(shí),，那將是微處理器設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)生重大突破的時(shí)刻。同樣重要的是,，如果?Merced?達(dá)到了預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo),，英特爾將憑此贏得在利潤豐厚的通用微處理器業(yè)務(wù)中所面臨的激烈競(jìng)爭(zhēng)。? ????英特爾早已坐穩(wěn)頭把交椅,，占有個(gè)人計(jì)算機(jī)微處理器市場(chǎng)80%?以上的份額,。它在市場(chǎng)上傲視群雄，是全世界獲利最高的公司之一：在?1997?年前三個(gè)季度,，它的銷售額達(dá)?180?億美元,，純利潤達(dá)?50?億美元，有跡象表明它在?1997?年全年的銷售額將超過?250?億美元,。但是,，由于奔騰芯片遇到了來自兼容產(chǎn)品的激烈競(jìng)爭(zhēng)，最近幾個(gè)季度來的利潤有所下降,；新型的高擋處理器的推出,，將會(huì)擴(kuò)大英特爾的市場(chǎng)份額，使之如虎添翼,。? ????惠普過去一直是計(jì)算機(jī)行業(yè)的佼佼者,，在世界五大個(gè)人計(jì)算機(jī)制造商排行榜上惠普必居其中。為了摘取?Unix?計(jì)算機(jī)市場(chǎng)的桂冠,，惠普與太陽微電子公司展開了激烈的競(jìng)爭(zhēng),。在截至1997年7月的九個(gè)月時(shí)間里，惠普的銷售額達(dá)到310?億美元,，利潤收入為?20?億美元,。然而，個(gè)人計(jì)算機(jī)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,?；萜障Ｍ茉?Merced?芯片商品化的過程中取得技術(shù)領(lǐng)先者的地位。? ????克勞福德和赫克用了一個(gè)恰如其分的詞組來描述自己的設(shè)計(jì)思路,，簡(jiǎn)稱為?EPIC,，意思是明顯并行指令計(jì)算（Explicitly?Parallel?Instruction?Computing）,。僅僅一只?Merced?芯片就能像一大批處理器那樣同時(shí)處理十多個(gè)運(yùn)算指令，目前最高級(jí)的芯片也只能處理四個(gè)并行運(yùn)算指令,。設(shè)計(jì)中的這種芯片不僅能直接運(yùn)行現(xiàn)在的?Windows?軟件,，還能運(yùn)行專為惠普?Unix?計(jì)算機(jī)編寫的程序,，都無需進(jìn)行任何修改,。? ????盡管英特爾和惠普秘而不宣，但專家們認(rèn)為,，Merced?芯片的運(yùn)行速度可能達(dá)到奔騰系列頂級(jí)芯片“時(shí)鐘速度”的三倍,，也就是說每秒運(yùn)行近?9?億次周期。到?2000?年,，高速與并行處理技術(shù)相結(jié)合的結(jié)果,，可以使現(xiàn)在最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)能夠處理最難以應(yīng)付的運(yùn)算任務(wù)。英特爾首席執(zhí)行官安迪?葛魯夫（Andy?Grove）說：“Merced?芯片就是要把微處理器革命引入企業(yè)運(yùn)算這個(gè)龐大的領(lǐng)域里來,。這是唯一一個(gè)還沒有充分得到計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來的好處的領(lǐng)域,。”換句話說,，走著瞧,，主機(jī)。? ????在過去一年半的時(shí)間里,，開發(fā)?Merced?芯片的重要意義和緊迫程度都超過了英特爾的預(yù)料,。這是因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的興起激發(fā)了市場(chǎng)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的需求，主要是?Unix?工作站或備有海量?jī)?nèi)存和超大容量硬盤的高級(jí)個(gè)人計(jì)算機(jī),。許多大公司已轉(zhuǎn)向太陽微電子,、數(shù)字設(shè)備、惠普或者?IBM?等公司制造的?Unix?服務(wù)器,，主要因?yàn)檫@些服務(wù)器的微處理器一般要比英特爾最好的奔騰處理器有著更強(qiáng)的功能,，而奔騰處理器就是個(gè)人計(jì)算機(jī)服務(wù)器的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外,，客戶們等不及給個(gè)人計(jì)算機(jī)服務(wù)器升級(jí)擴(kuò)容,，就紛紛轉(zhuǎn)而使用?Unix?服務(wù)器，以此來完成公司內(nèi)部繁重的運(yùn)算業(yè)務(wù),。英特爾感到有必要向外界透露一些關(guān)于?Merced?的消息,，這與其說是為了以其技術(shù)之威令世人注目，不如說是要讓客戶確信耐心等待這種芯片的問世是值得的,。? ????撇開促銷因素不談,，聽一聽克勞福德和赫克是怎么說的：自從英特爾的工程師們?cè)?1971?年發(fā)明了小小的芯片以來，EPIC?可以說是微處理器歷史上的第三大里程碑,。第一代微處理器?──奔騰就是它的后代──采用了?CISC（復(fù)合指令集計(jì)算）架構(gòu),。CISC?芯片采用硬接線的方式在硅片上使用了多達(dá)200?個(gè)邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算,，這樣就可以處理最驚人的計(jì)算任務(wù)。（比較一下有200個(gè)按鍵,、每一個(gè)按鍵代表一種功能的商用計(jì)算器,。）? ????第二代微處理器產(chǎn)生于80年代中期，當(dāng)時(shí)制造工作站的公司轉(zhuǎn)而采用了?RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算）架構(gòu),。正如其名,，RISC?芯片的運(yùn)算次數(shù)更少一些，放棄了程序設(shè)計(jì)者幾乎不用的繁雜功能,。（可比較的是,，一只有十多個(gè)按鍵的計(jì)算器，上面的按鍵可以綜合使用,，有著廣泛的功能,。）這種相對(duì)精簡(jiǎn)的計(jì)算技術(shù)使?RISC?芯片易于設(shè)計(jì)，而且體積更小,、生產(chǎn)費(fèi)用更低,。另外，這些芯片的運(yùn)行速度比?CISC?芯片快得多,，就芯片而言,，速度就是力量。最著名的?RISC?芯片有太陽公司的?Sparc,，惠普的?PA（精簡(jiǎn)架構(gòu)）RISC,，硅圖公司的?MIPS，摩托羅拉和?IBM?的?PowerPC,。? ????Merced?芯片將采用?CISC?和?RISC?的元件,，另外再增加一些線路，使它能處理大量的并行運(yùn)算,。技術(shù)上的改進(jìn)僅此而已,。對(duì)?Merced?與其他?64?位芯片真正有所不同的地方，克勞福德和赫克沒有過多宣揚(yáng)：那就是英特爾強(qiáng)大的生產(chǎn)能力,。由于英特爾改進(jìn)了裝配技術(shù),，它生產(chǎn)芯片用的晶體管比大多數(shù)對(duì)手所使用的要小得多。這就使工程師們能夠把更多的晶體管擠在一個(gè)芯片上并以新的方式對(duì)它們進(jìn)行排列,。? ????克勞福德和赫克和他們的?Merced?開發(fā)班子,，已經(jīng)游刃有余地為這種具有巨大市場(chǎng)潛力的芯片打下了基礎(chǔ)。Merced?能夠運(yùn)行微軟和?Unix?程序──客戶們?cè)谶@些軟件上投資了數(shù)十億美元,，而且他們的業(yè)務(wù)已經(jīng)離不開這些軟件了,。為了同現(xiàn)在的?Windows?軟件兼容，Merced?中專有一個(gè)單元用的是奔騰芯片的內(nèi)芯,。同樣,，為了確保能運(yùn)行現(xiàn)在的?HP-Unix?軟件,，另外四分之一的單元將保留給?PA-RISC?線路。? ????Merced?上的其他區(qū)域?qū)惭b新型的?EPIC?線路,，其中包括一組處理單元,，每一個(gè)?64?位?RISC?元件都比本文排印的字更小。一旦編出了專為這種芯片開發(fā)的軟件,，就能使?Merced?進(jìn)行并行運(yùn)作,。（英特爾及惠普沒有說明在第一批?Merced?中含有多少個(gè)元件。）Merced?中的各個(gè)處理器將共享內(nèi)置內(nèi)存和控制線路,。? ????一位可能了解內(nèi)情的競(jìng)爭(zhēng)者說,，Merced?的真正威力還在于它的三面性。英特爾奔騰小組的前任負(fù)責(zé)人,、現(xiàn)任奔騰兼容產(chǎn)品的最大生產(chǎn)商?AMD?公司微處理器小組的負(fù)責(zé)人維諾德?達(dá)姆（Vinod?Dham）說：“Merced?的真正成就和美妙之處并不在于它的并行運(yùn)算能力，而在于它除此之外還能與現(xiàn)在的?Windows?和?HP-Unix?軟件百分之百地兼容,。我認(rèn)為,，用?MOTS?這個(gè)縮略語比用?EPIC?更準(zhǔn)確,，意思是｀不僅僅相同＇（More?of?the?Same）,，我這么說絕無貶低之意,?！? ????這并不是說?Merced?的內(nèi)在并行能力不是一個(gè)突出的成就,。有意思的是,，EPIC?魔術(shù)般的能力中最關(guān)鍵的部分并不是在芯片上實(shí)現(xiàn)的,，而是在安裝程序之前就有了,。當(dāng)一個(gè)軟件開發(fā)人員在編寫軟件時(shí),，必須要把程序“匯編”成“機(jī)器語言”,，這是微處理器能夠理解并執(zhí)行的代碼。（你買到的軟件包均已經(jīng)過匯編,。）英特爾在?1999?年推出第一批?Merced?芯片的前幾個(gè)月里,，將向程序編寫人員提供一套特殊的匯編軟件。這種軟件不僅可以把他們編寫的程序譯成?Merced?能夠理解的機(jī)器代碼,，并且還能為程序添加語法說明,，根據(jù)分支轉(zhuǎn)移的結(jié)果，比較后得出各指令運(yùn)行的先后順序,。這些“獨(dú)立的指令”可以按盡可能的并行運(yùn)算方式運(yùn)行,，而且，只要?Merced?芯片中有閑置的部分,，無論哪一部分都可以執(zhí)行這些指令,。在某一個(gè)具體的程序中，有半數(shù)以上的指令都是獨(dú)立運(yùn)行的,。? ????另外,，Merced?是按照這樣的意圖設(shè)計(jì)的：讓它來承擔(dān)過去由數(shù)百個(gè)芯片來處理的大量的計(jì)算任務(wù),，如管理有關(guān)信用卡交易的龐大數(shù)據(jù)庫和氣象模型系統(tǒng)等，這些一直是主機(jī)和大型機(jī)的勢(shì)力范圍,。有了?Merced?芯片,，英特爾將有能力首次在計(jì)算領(lǐng)域里進(jìn)行全方位的競(jìng)爭(zhēng)。?聽起來令人印象深刻,，事實(shí)也確實(shí)如此,。但是，仍存在著這樣的問題：假如英特爾財(cái)大氣粗,、擁有這么多的開發(fā)技術(shù)和明顯的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì),，那么為什么它還需要一個(gè)伙伴來共同開發(fā)?Merced?芯片呢？又為什么會(huì)選中惠普呢,？? ????回答第一個(gè)問題,，不由令人想起發(fā)生在?1994?年的往事。英特爾決定尋找一個(gè)伙伴,，而世界頭號(hào)個(gè)人計(jì)算機(jī)制造商?IBM?和第二大微處理器制造公司摩托羅拉已經(jīng)聯(lián)手,，準(zhǔn)備開發(fā)名為?PowerPC?的全新的?RISC?處理器。蘋果公司是這種芯片的最初客戶,，但是,，IBM?暗示說，這種?PowerPC?同時(shí)也是它自己的個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展計(jì)劃的核心,。PowerPC?能夠迅速進(jìn)入市場(chǎng),，在很大程度上是因?yàn)閹准夜韭?lián)合起來設(shè)計(jì)用于各種型號(hào)個(gè)人計(jì)算機(jī)的芯片、開發(fā)匯編程序和測(cè)試發(fā)揮其威力的軟件,。簡(jiǎn)而言之,，PowerPC?有著極大的動(dòng)力。? ????英特爾已經(jīng)設(shè)計(jì)出了自己的?64?位芯片,，但是它擔(dān)心,，如果得不到一家一向從事制造和銷售個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的公司的支持，它可能難以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo),。英特爾在設(shè)計(jì)通用的?RISC?芯片方面基本上沒有經(jīng)驗(yàn),，而在任何想要具有并行運(yùn)算大量指令的芯片上都會(huì)用到?RISC?的特點(diǎn)。?惠普似乎是一位當(dāng)然的候選人,。一方面,，它同英特爾是硅谷的鄰居。雙方都以重視工藝和設(shè)計(jì)的企業(yè)文化而聞名于世,?；萜兆罱€決定要在建立個(gè)人計(jì)算機(jī)生產(chǎn)商的地位方面有所作為，并且正在成為英特爾的一大客戶,。最重要的是,，惠普還在生產(chǎn)自己的備受稱譽(yù)的?PA?系列?RISC?處理器,，而且在惠普實(shí)驗(yàn)室還有一批世界一流的微處理器設(shè)計(jì)權(quán)威。? ????同時(shí),，惠普的高級(jí)經(jīng)理們?cè)谡J(rèn)真思考,。雖然他們?yōu)樽约荷a(chǎn)的?PA?系列芯片感到自豪，但他們知道,，生產(chǎn)新一代芯片高昂的成本將很快令人望而卻步（1994?年,，一座高檔芯片廠的造價(jià)超過了10億美元）。此外,，惠普既生產(chǎn)?Unix?服務(wù)器也生產(chǎn)傳統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī),，這基于完全不同類型硬件設(shè)計(jì)的兩條生產(chǎn)線的開支和復(fù)雜性令高級(jí)經(jīng)理們憂心忡忡。當(dāng)英特爾提出了很有吸引力的條件時(shí),，惠普不失良機(jī)：為什么不聯(lián)手開發(fā)新一代的微處理器呢？這種微處理器既能運(yùn)行?Unix?和?Windows?程序,，而且將來還能利用惠普在實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì),？? ????結(jié)果，PowerPC?就不再是令英特爾害怕的致命威脅了,。盡管英特爾和惠普在合作初期出現(xiàn)了一些摩擦，但是,，雙方合作得越多,，這種伙伴關(guān)系的意義越突出?；萜盏暮湛嘶貞浾f：“英特爾與我們相比更加咄咄逼人,，我們已經(jīng)慢慢習(xí)慣了。但總之,，我們相互取長(zhǎng)補(bǔ)短,，配合得很默契?！? ????惠普從中受益是很明顯的,。就在個(gè)人計(jì)算機(jī)行業(yè)從壟斷專利體制向軟硬件標(biāo)準(zhǔn)過渡時(shí)，惠普同這位頭號(hào)微處理器制造商建立了密切的關(guān)系,。這種關(guān)系對(duì)于惠普與其他伙伴的戰(zhàn)略聯(lián)盟是一個(gè)很好的補(bǔ)充,。1997年年初,，惠普和微軟宣布建立聯(lián)盟關(guān)系,，惠普將向微軟的一些大型企業(yè)客戶提供服務(wù)和支持是協(xié)議的內(nèi)容之一,。此外,，本來惠普可能準(zhǔn)備縮小戰(zhàn)線，把精力放在運(yùn)行?Windows?的個(gè)人計(jì)算機(jī)方面,，如今?Merced?又可以重振惠普每年60億美元的?Unix?個(gè)人計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)了。? ????英特爾也獲得了不同程度的好處,?；萜諑椭a(chǎn)出一種真正改進(jìn)微處理器設(shè)計(jì)藝術(shù)的芯片,。單純從性能上來說，這種芯片能夠在操作方面超出所有計(jì)算機(jī),。此外,，英特爾最終將在?Unix?服務(wù)器和工作站業(yè)務(wù)領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。而這些領(lǐng)域在計(jì)算機(jī)行業(yè)非常棘手,，不僅有眾多穩(wěn)定的客戶,，而且多年來不斷地推出優(yōu)質(zhì)微處理器和超強(qiáng)的計(jì)算能力。把?Merced?芯片推向市場(chǎng),，作為相對(duì)薄弱的奔騰芯片的高端補(bǔ)充,，英特爾將擁有完整系列的芯片，能夠?yàn)閺淖畹图?jí)的便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)到超級(jí)計(jì)算機(jī)提供動(dòng)力──克勞福德說,，英特爾計(jì)劃生產(chǎn)至少六種版本的奔騰芯片,，使之能在今后十年中繼續(xù)發(fā)揮作用。Merced?芯片終將在主流臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)和便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)產(chǎn)品上取代奔騰芯片,。葛魯夫預(yù)料,，在?2004?年以前不可能出現(xiàn)大量更新?lián)Q代，但?Merced?芯片使英特爾有資格作一些更長(zhǎng)遠(yuǎn)的考慮,。AMD?公司的達(dá)姆半開玩笑半認(rèn)真地說：“Merced?芯片將確保英特爾在今后?50?年內(nèi)居于微處理器的領(lǐng)先地位,?！? ????Merced?對(duì)于同它競(jìng)爭(zhēng)的芯片有何影響,？一些競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的地位似乎在削弱，而?Merced?甚至還沒有生產(chǎn)呢,。隨著蘋果公司的衰落,，PowerPC?也衰落了。MIPS?和硅圖公司的命運(yùn)亦然如此,。英特爾正在決定是否應(yīng)接管數(shù)字設(shè)備公司的阿爾法微處理器,，作為解決一宗法律糾紛的一部分。甚至太陽微電子公司也計(jì)劃推出其?Unix?操作系統(tǒng)軟件?Solaris?新版本以支持?Merced?芯片，盡管這家獨(dú)立生產(chǎn)?Sparc?芯片的公司正同個(gè)人計(jì)算機(jī)行業(yè)兩巨頭（即微軟和英特爾）中的一家（即微軟公司）發(fā)生嚴(yán)重的分歧,。首席執(zhí)行官斯科特?麥克尼利（Scott?McNealy）不排除采用這種芯片的可能性,。他指出，NCR?已經(jīng)宣布它將生產(chǎn)基于?Merced?芯片,、運(yùn)行?Solaris?軟件的系統(tǒng),。? ????計(jì)算機(jī)行業(yè)的情形大體如此，當(dāng)然,，困難總是存在的,。英特爾上次推出一種主流微處理器是在?1985?年，當(dāng)時(shí)它研制出?80386?芯片,，這是該公司推出的第一種?32?位處理器,，是奔騰芯片的前身。386?總的特點(diǎn)就是為?IBM?和微軟提供了先進(jìn)的32位操作系統(tǒng)的平臺(tái),，使這種芯片的威力得以充分發(fā)揮,。微軟是什么時(shí)候才推出能完全發(fā)揮出這種32位芯片優(yōu)點(diǎn)的軟件？整個(gè)十年后微軟才推出?Windows?95,。? ????格羅夫和克勞福德說,，這一次不會(huì)再發(fā)生這類事件了：微軟多年來一直在為?Merced?芯片開發(fā)64位版本的?Windows?NT，并且開始變得愈益成熟,。你大可不必緊張,。眾所周知，編制軟件實(shí)非易事,。假如在?Merced?個(gè)人計(jì)算機(jī)問世的時(shí)候,，微軟真的能夠推出一套專門編制的?Windows?NT?版本，那么,，這將是一場(chǎng)真正的革命性的事件。 ????譯者：溫新年 相關(guān)稿件
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