人類很多科技和工程上的突破都源自偶然。英特爾在1971年只是提供處理器的眾多廠商之一，如果不是IBM選中英特爾研發(fā)生產(chǎn)8086處理器并推出個(gè)人PC，那么我們很可能不會(huì)看到后面的一系列事件。同樣，如果不是反壟斷法需要選擇第二提供商，AMD也不會(huì)進(jìn)入這個(gè)歷史洪流。一個(gè)企業(yè)的發(fā)展，自然需要自身的奮斗，但也不能忽視歷史進(jìn)程的影響。回望40周年CPU發(fā)展史，每一年、每一刻都有值得回味的內(nèi)容，無(wú)論是技術(shù)路線，還是市場(chǎng)路線，無(wú)論是企業(yè)的選擇還是市場(chǎng)的傾向，都值得細(xì)細(xì)探索。

在2017年的時(shí)候，本刊曾做過(guò)《微型計(jì)算機(jī)》改版20周年的紀(jì)念刊。在當(dāng)時(shí)的文章中，我們回顧了從1997年到2017年CPU的發(fā)展歷程。

而今，站在《微型計(jì)算機(jī)》創(chuàng)刊40周年的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，我們?cè)俅位赝瑥?978年第一款x86 CPU誕生開(kāi)始，延續(xù)到2017年《微型計(jì)算機(jī)》改版20周年的特刊，再接著之前的結(jié)束語(yǔ)，回顧2017年到2021年的發(fā)展歷程。這一路的精彩，短短幾頁(yè)無(wú)法全部描繪，只能拾取一些閃光之處和大家共享。更多的信息，可能存在書(shū)中，也可能存在記憶中，甚至存在歷史的長(zhǎng)河中，等待你我的發(fā)掘。

AMD YES：Zen架構(gòu)家族大放異彩

2017年3月，AMD發(fā)布了全新的Zen架構(gòu)，其IPG性能相比之前的“推土機(jī)”系列架構(gòu)最多提升了52%。實(shí)際產(chǎn)品方面，AMD推出了全新的銳龍“Ryzen”以及“Threadripper”品牌，前者面向普通用戶，提供最多8核心的產(chǎn)品，后者則面向發(fā)燒友用戶，提供最多16核心的產(chǎn)品。

如此強(qiáng)悍的規(guī)格和超過(guò)英特爾同期第七代酷睿系列處理器（典型代表就是酷睿i7-7700K）系列處理器的綜合性能，使得英特爾無(wú)法在桌面市場(chǎng)上僅依靠簡(jiǎn)單調(diào)整頻率就推出換代新品。在這種壓力之下，英特爾在上代產(chǎn)品發(fā)布后僅9個(gè)月，就提前于2017年9月25日推出全新的第八代酷睿處理器。新的處理器將核心數(shù)量增加了50%，最大提供6核心規(guī)格，綜合性能相比上代產(chǎn)品顯著提升。不過(guò)在玩家最看重的游戲性能上，由于架構(gòu)沒(méi)有變化，提升有限。

AMD在英特爾推出了第八代酷睿系列處理器后，反應(yīng)也異常迅速。2018年4月，AMD發(fā)布了銳龍2000系列處理器。銳龍2000系列處理器相比2017年發(fā)布的第一代產(chǎn)品，工藝由14nm更新至12nm，同時(shí)提升了頻率、降低了功耗。

銳龍2000系列處理器發(fā)布后，AMD在市場(chǎng)上展開(kāi)了大規(guī)模的宣傳攻勢(shì)，更好的性能、更多的核心和更合理的價(jià)格，讓AMD迅速擴(kuò)大了自己的市場(chǎng)份額。英特爾此刻承受了之前數(shù)代產(chǎn)品從未感受過(guò)的巨大壓力。

不僅如此，AMD在之后的2018年10月，還發(fā)布了第二代Threadripper產(chǎn)品，直接將HEDT平臺(tái)處理器的核心數(shù)量推高至最多32核心，以碾壓的態(tài)勢(shì)完勝市面上所有民用處理器產(chǎn)品，一舉奪得先機(jī)。

英特爾面對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)的回應(yīng)就是發(fā)布更多的新品。2018年6月8日，英特爾發(fā)布了酷睿i7-8086K處理器，用于紀(jì)念1978年6月8日發(fā)布的8086處理器開(kāi)創(chuàng)的x86處理器40周年，這款處理器也是歷史上首個(gè)默認(rèn)頻率高達(dá)5GHz的產(chǎn)品。隨后的10月19日也就是上代處理器發(fā)布大約一年后，英特爾發(fā)布了第九代酷睿系列處理器，這一代產(chǎn)品雖然在處理器微架構(gòu)上沒(méi)有太多更改，但是核心數(shù)量增加至最大8核心，并且最高默認(rèn)頻率飆升至5GHz，比如頂級(jí)處理器酷睿i9-9900K。由于規(guī)格大幅度增加，第九代酷睿處理器面對(duì)AMD第二代銳龍?zhí)幚砥髡宫F(xiàn)出了強(qiáng)悍的性能優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步鞏固這種優(yōu)勢(shì)，英特爾還發(fā)布了HEDT平臺(tái)的酷睿i9-9980XE，不過(guò)最多只有18核心。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手Chiplet架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，英特爾傳統(tǒng)的大核心架構(gòu)日漸疲憊，難以在核心數(shù)量上反超。

AMD的Zen架構(gòu)使用時(shí)間大約是3年，發(fā)布了2代產(chǎn)品。在進(jìn)入2019年后，AMD開(kāi)始頻繁預(yù)告Zen 2架構(gòu)。新的架構(gòu)采用了全新的Chiplet模式，獨(dú)立了計(jì)算核心和IO核心，并且CPU核心微架構(gòu)方面進(jìn)行了大幅度的改進(jìn)。AMD宣稱Zen 2的IPC相比Zen最多提升大約29%。2019年7月，AMD正式發(fā)布了Zen2架構(gòu)的銳龍3000系列處理器，11月還發(fā)布了16核心的銳龍93950X產(chǎn)品。新一代處理器在單核心性能上大幅度提升，甚至在部分游戲測(cè)試中反超了英特爾，在多核心性能和綜合性能方面，銳龍3000系列處理器首次將16核心下放至消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)，帶來(lái)了無(wú)與倫比的強(qiáng)悍性能，甚至直接超越了英特爾HEDT平臺(tái)的所有產(chǎn)品。

AMD的銳龍3000系列處理器給英特爾帶來(lái)了巨大的壓力。此時(shí)的英特爾受制于工藝問(wèn)題，遲遲無(wú)法升級(jí)制程，因此只能在老1日的14nm平臺(tái)上不斷加強(qiáng)、不斷推出新品。2020年5月，英特爾的第十代酷睿處理器終于發(fā)布。這一代產(chǎn)品依舊維持了上一代產(chǎn)品的微架構(gòu)，只是將核心數(shù)量進(jìn)一步提升至最多10個(gè)，頻率最高提升到了5.3GHz。

即使這樣，英特爾也無(wú)法徹底擊敗AMD的銳龍3000系列處理器，尤其是面對(duì)2020年1月AMD追加的最多64核心的第三代Threadripper.系列產(chǎn)品，就顯得更為無(wú)力了。AMD全新的第三代Threadripper處理器的頂級(jí)型號(hào)銳龍Threadripper 3990X處理器，是首次在桌面平臺(tái)實(shí)現(xiàn)64個(gè)計(jì)算核心的產(chǎn)品，它的多線程性能堪稱恐怖，核心數(shù)量是英特爾對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的3倍以上，讓競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手失去了一戰(zhàn)之力。

Zen家族架構(gòu)的傳奇還沒(méi)有結(jié)束。2020年11月，AMD發(fā)布了全新Zen 3架構(gòu)的銳龍5000系列處理器。全新的處理器采用了IPC提升最多19%的Zen 3架構(gòu)，全新的緩存架構(gòu)帶來(lái)了游戲性能大暴發(fā)，這也是AMD首次在游戲性能方面實(shí)現(xiàn)對(duì)英特爾的全面反超。

銳龍5000系列處理器的代表產(chǎn)品銳龍9 5950X同樣維持了16個(gè)核心的規(guī)格，單核心性能和多線程性能都同樣強(qiáng)大，是很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)消費(fèi)級(jí)處理器的性能之王。

回顧歷史，從2017年到2021年，AMD利用4年時(shí)間，3代架構(gòu)，從低谷走到頂峰，重塑了AMD品牌和價(jià)值，AMD的股票也從2015年最低時(shí)候接近1美元每股左右，暴漲到接近150美元每股，贏得了資本市場(chǎng)的肯定。

一直以來(lái)，AMD品牌給世人展示的形象，都是一股不服輸、一直向前沖的勁頭。這個(gè)勁頭AMD保持了數(shù)十年，不斷披荊斬棘，直到勝利。

全面重塑：脫胎換骨的英特爾

英特爾在處理器行業(yè)一直以來(lái)都以穩(wěn)定可靠著稱，旗下產(chǎn)品性能卓越、架構(gòu)先進(jìn)。不過(guò)在英特爾2015年發(fā)布了Skylake微架構(gòu)之后，這個(gè)情況發(fā)生了化。從2015年開(kāi)始一直到2021年長(zhǎng)達(dá)約6年時(shí)間內(nèi)，英特爾一直在采用14nm工藝，CPU架構(gòu)也一直都是Skylake的各種微小變化版本。雖然從性能釋放、頻率等角度來(lái)說(shuō)，2015年的14nm工藝和英特爾2021年的，14nm工藝幾乎是完全不同的產(chǎn)品，但是在半導(dǎo)體行業(yè)，工藝就是產(chǎn)品性能發(fā)展的核心因素。工藝進(jìn)步緩慢顯示出英特爾在企業(yè)發(fā)展上遇到了一些問(wèn)題。

英特爾的停滯原因是多方面的，既有技術(shù)問(wèn)題，也有工程問(wèn)題，甚至CEO更換以及整個(gè)企業(yè)的發(fā)展思路等都可能帶來(lái)這樣的結(jié)果。

面對(duì)AMD的強(qiáng)勢(shì)，英特爾也在不斷地想方設(shè)法改變企業(yè)所處的境遇。在第十代酷睿系列處理器發(fā)布后，英特爾的產(chǎn)品在性能方面基本上無(wú)法和AMD抗衡，并且更新的10nm工藝以及全新的架構(gòu)尚需時(shí)日。

為此，英特爾選擇將工藝和架構(gòu)脫鉤，將本來(lái)為10nm或者更新工藝設(shè)計(jì)的Sunny Cove架構(gòu)移植到，14nm工藝上，并將架構(gòu)改名為Cypress Gove，于2021年3月推出了第十一代酷睿系列處理器。

相比之前的第十代產(chǎn)品，第十一代產(chǎn)品的單核心性能大幅度提升，其單核心IPC提升高達(dá)19%之多，典型產(chǎn)品酷睿i9-11900K的最高頻率可達(dá)5.3GHz，集成的核芯顯卡也更換成全新的Xe架構(gòu)。

在新的CPU架構(gòu)和高頻率的支撐下，第十一代酷睿處理器在單核心性能和游戲性能上再度反超AMD Zen 3家族的銳龍5000系列產(chǎn)品，不過(guò)由于Cypress Cove的單個(gè)核心面積更大，14nm工藝無(wú)法容納更多核心，因此第十一代酷睿處理器最多只有8個(gè)核心，其多核心性能相比擁有最多10個(gè)核心的前代產(chǎn)品基本持平，依舊不如AMD的對(duì)應(yīng)產(chǎn)品。

在第十一代產(chǎn)品發(fā)布后，英特爾暫時(shí)解決了自己處理器產(chǎn)品全面落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的難題，最起碼在游戲市場(chǎng)上扳回一盤(pán)。在這期間，英特爾發(fā)布了大量企業(yè)架構(gòu)方面的更新，包括全新的IDM 2.0戰(zhàn)略，未來(lái)的英特爾將不再僅限于在自家工廠生產(chǎn)CPU、GPU和芯片組等芯片，而是將廣泛借助業(yè)內(nèi)其他廠商的力量，來(lái)重構(gòu)整個(gè)代工產(chǎn)業(yè)界。

在IDM 2.0的戰(zhàn)略設(shè)想中，英特爾的工廠不僅生產(chǎn)自家芯片，還廣泛承接業(yè)內(nèi)代工業(yè)務(wù)，同時(shí)將部分其他廠商比如臺(tái)積電更具有比較優(yōu)勢(shì)的項(xiàng)目外包生產(chǎn)，目前英特爾旗下的全新GPU系列就可能交由臺(tái)積電生產(chǎn)，未來(lái)CPU也有可能部分交由外部代工企業(yè)生產(chǎn)。

顯然，英特爾一方面充分發(fā)揮自己的研發(fā)優(yōu)勢(shì)，另一方面充分發(fā)揮自己在制造方面的比較優(yōu)勢(shì)，不再拘泥于過(guò)去。

接下來(lái)，英特爾重整了自己的工藝產(chǎn)品線，將之前的10nm、10nm SuperFin、5nm等比較難懂的名稱，統(tǒng)一為intel 7、intel 5、intel 3以及intel 20A。尤其是intel 20A，這也是業(yè)內(nèi)首次有廠商提出納米之后新的單位“埃米”。從表面上看，英特爾此舉只是調(diào)整了工藝名稱，但實(shí)際上英特爾通過(guò)工藝代號(hào)和商業(yè)命名脫鉤，帶來(lái)了英特爾商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，使得企業(yè)和用戶更專注于產(chǎn)品。

在進(jìn)行這些企業(yè)級(jí)改革的同時(shí)，英特爾在產(chǎn)品端也沒(méi)有閑著，祭出了不少大招。

2021年11月，英特爾發(fā)布了第十二代酷睿系列處理器。全新一代產(chǎn)品采用了創(chuàng)新的“大小核心”架構(gòu)，典型產(chǎn)品比如酷睿i9-12900K擁有8個(gè)性能核心和8個(gè)能效核心，其中大核心代號(hào)Alder Lake，架構(gòu)代號(hào)Golden Cove，其IPC相比之前的第十一代產(chǎn)品的Cypress Cove提升了大約19%，進(jìn)一步提高了英特爾處理器的單核心性能。

另外，第十二代酷睿系列處理器的能效核心代號(hào)為Gracemont，雖然設(shè)計(jì)更傾向于能耗比，但是其核心IPC甚至不弱于Skylake。工藝方面，第十二代處理器采用intel 7工藝，相比之前的14nm工藝有巨大優(yōu)勢(shì)。

第十二代酷睿系列處理器發(fā)布后的情況顯示，其單核心性能以及應(yīng)用性能、游戲性能面對(duì)AMD對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品均呈現(xiàn)領(lǐng)先的態(tài)勢(shì)，之前英特爾最弱勢(shì)的多核心性能方面，酷睿i9-12900K也能和AMD銳龍9 5950X打得有來(lái)有回。并且，第十二代酷睿系列處理器帶來(lái)了DDR5、PCle 5.0等全新的總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)AMD產(chǎn)品在技術(shù)上的全面超越。

第十二代酷睿系列處理器的發(fā)布，向人們昭示那個(gè)銳意進(jìn)取、技術(shù)領(lǐng)先的英特爾又回來(lái)了。

不過(guò)，正如本文在一開(kāi)始就提到的那樣，目前AMD也正在加強(qiáng)研發(fā)，并宣稱將在2022年初發(fā)布增強(qiáng)的Zen 3架構(gòu)處理器產(chǎn)品，在2022年中發(fā)布全新的Zen 4架構(gòu)。CPU市場(chǎng)又一次進(jìn)入了激烈競(jìng)爭(zhēng)周期，兩家主要廠商你方唱罷我登場(chǎng)，精彩紛呈，值得銘記。

國(guó)產(chǎn)處理器方興未艾

處理器的世界不是只有英特爾和AMD，近幾年，國(guó)產(chǎn)處理器的發(fā)展也令人眼前一亮。下面我們分別梳理—下。

龍芯系列處理器在2021年發(fā)布了新的龍芯3A5000，相比上代產(chǎn)品性能提升高達(dá)50%。值得一提的是，新的處理器帶來(lái)了新的主指令集LoongArch，能夠通過(guò)翻譯層模擬兼容MIPS、ARM和x86，也就是說(shuō)，新的龍芯處理器可以運(yùn)行Windows和常用軟件，這樣一來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)的適用范圍就被大幅度拓展了。

龍芯是以翻譯的方式運(yùn)行x86指令的，還有兩款處理器可以以原生的方式運(yùn)行x86指令，分別來(lái)自兆芯和海光。兆芯在2020年發(fā)布了KX-6000系列芯片，采用16nm工藝，頻率為2.7GHz～3GHz，處理器內(nèi)部集成了內(nèi)存控制器、北橋、DirectX11顯示核心、USB、SATA、音頻芯片、視頻編解碼器以及HDMI和DP輸出模塊，換句話來(lái)說(shuō)，兆芯處理器是一個(gè)完整的片上SoC系統(tǒng)，不需要搭配南橋自己就可以完成絕大部分工作任務(wù)。性能方面，兆芯KX-U6780A處理器單線程性能大約是酷睿i5-7400的三成，多線程性能大約有七成，雖然在對(duì)性能要求較高的應(yīng)用上存在問(wèn)題，但是滿足低負(fù)載的日常使用還是足夠的。另外一個(gè)獲得了x86授權(quán)的天津海光處理器也有不少消息披露。海光處理器的技術(shù)來(lái)源是AMD Zen架構(gòu)，從部分測(cè)試成績(jī)來(lái)看，海光處理器的性能要略弱于AMD Zen架構(gòu)的第一代銳龍系列處理器，整體表現(xiàn)還是相當(dāng)不錯(cuò)的。

此外，在其他類型的處理器方面，國(guó)產(chǎn)飛騰系列處理器、華為鯤鵬系列、中科院香山RISC-V架構(gòu)都取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，不論是軟件適配還是系統(tǒng)搭建，目前都正在穩(wěn)步推進(jìn)過(guò)程中。相信用不了多久，這些設(shè)備會(huì)在不同的場(chǎng)合發(fā)揮出自己應(yīng)有的力量。