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摩尔定律与奔腾的芯- INTEL 《浪潮之巅》读书笔记

摩尔定律与奔腾的芯- INTEL 《浪潮之巅》读书笔记

作者: 小蒋不素小蒋 | 来源:发表于2018-12-09 16:09 被阅读8次

    一、正文


    1、摩尔定理(Moore's Law)

    关于比尔 - 盖茨的故事,其中一个是他和通用汽车公司老板之间的对话。盖茨说,如果汽车工业能够像计算机领域一样发展,那么今天,买一辆汽车只需要 25 美元,一升汽油能跑四百公里

    最早看到这个现象的是英特尔公司的创始人戈登 - 摩尔( GordonMoore )博士。早在 1965 年,他就提出,在至少十年内,集成电路的集成度会每两年翻一番。后来,大家把这个周期缩短到十八个月。现在,每十八个月,计算机等 IT 产品的性能会翻一番;或者说相同性能的计算机等 IT 产品,每十八个月价钱会降一半

    在人类的文明史上,没有任何一个其它行业做到了这一点。

    其中最关键的原因是,和任何其它商品相比,IT 产品的制造所需的原材料非常少,成本几乎是零。以半导体行业为例,一个英特尔的酷睿双核处理器集成了二点九亿个晶体管,三十年前的英特尔 8086 处理器仅有三万个晶体管。虽然二者的集成度相差近一万倍,但是所消耗的原材料差不太多

    摩尔定理给所有的计算机消费者带来一个希望,如果我今天嫌计算机太贵买不起,那么我等十八个月就可以用一半的价钱来买。

    在美国,主要 IT 市场大都只有一大一小两个主要竞争者。比如,在计算机处理器芯片方面,只有英特尔和 AMD ;在高端系统和服务方面,只有 IBM 和太阳;在个人电脑方面,是惠普和戴尔

    2、安迪-比尔定理(Andyand Bill's Law)

    虽然摩尔定律告诉我们半导体的迭代速度是如此迅猛,那是什么动力促使消费者不断地主动去更新自己的硬件呢? IT 界把它总结成安迪 - 比尔定理,即比尔要拿走安迪所给的。

    安迪是原英特尔公司 CEO 安迪 - 格鲁夫( AndyGrove ),比尔就是微软的创始人比尔 - 盖茨

    例如,微软的 Vista 相比前一个版本 XP ,也许多提供了 20% 的功能,但是它的内存使用几乎要翻两番, CPU 使用要翻一番。就这样,在 IT 领域,各个硬件厂商恰恰是靠软件开发商用光自己提供的硬件资源得以生存。

    操作系统和软件榨取硬件资源大致有三种方式:

    1、由于人工成本的提高,为了节省软件工程师写程序和调程序的时间,编程的语言越来越好用,但同时效率却越来越低

    2、软件工程师做事情更讲究自己的工作效率,程序的规范化和可读性等等,可维护性和效率之间天然会有冲突。

    3、对某软件运行结果的时长或对游戏更高画质的追求。

    目前衡量一个好游戏最重要的主流标准是画质够不够顶尖,而任天堂这种比较追求游戏性而画质退而求其次的公司,反而是我比较欣赏的,前者更感觉有利益集团的推手导致的现如今的风气。

    就这样,安迪- 比尔定理把原本属于耐用消费品的电脑、手机等商品变成了消耗品,刺激着整个 IT 领域的发展。

    3、反摩尔定理(Reverse Moore's Law)

    微软永远离破产只有 18 个月。 —— 比尔·盖茨

    Google (谷歌)的 CEO 埃里克 - 施密特在一次采访中指出,如果你反过来看摩尔定理,一个 IT 公司如果今天和十八个月前卖掉同样多的、同样的产品,它的营业额就要降一半。 IT 界把它称为反摩尔定理

    反摩尔定理逼着所有的硬件设备公司必须赶上摩尔定理规定的更新速度。事实上,所有的硬件和设备生产厂活得都是非常辛苦的。一旦不能做到摩尔定理规定的发展速度,它们的盈利情况就会一落千丈。

    一个效应的反作用也是很可怕的。

    反摩尔定理积极的一面更为重要,它促成科技领域质的进步。反摩尔定理使得IT 行业不可能像石油工业或者是飞机制造业那样只追求量变,而必须不断寻找革命性的创造发明。

    4、英特尔

    在美国西海岸旧金山到圣荷西市( SanJose )之间,围绕着旧金山海湾有几十公里长,几公里宽的峡谷,通常称为硅谷。(在图中绿线圈出来的部分)那里之所以叫硅谷并不是因为它生产硅,而是它有很多是使用硅的半导体公司,包括全世界最大的半导体公司英特尔公司

    它给了每台微机一个奔腾的芯。

    1955 年,“晶体管之父”威廉·肖克利离开贝尔实验室,创建肖克利半导体实验室,并吸引许多有才华的年轻科学家加入。但很快,肖克利的管理方法和怪异行为引起员工的不满。

    1957 年,被肖克利称为“八叛逆”的罗伯特·诺伊斯、高登·摩尔、朱利亚斯·布兰克、尤金·克莱尔、金·赫尔尼、杰·拉斯特、谢尔顿·罗伯茨和维克多·格里尼克联合辞职,并于 10 月共同创办仙童半导体公司

    1968 年 7 月,由于仙童半导体快速发展,导致内部组织管理与产品问题日益失衡。仙童半导体其中两位共同创办人罗伯特·诺伊斯、高登·摩尔请辞,并于同年 7 月 16 日以“集成电子”一名共同创办英特尔公司。

    一开始,英特尔的产品被认为是低性能、低价格。

    1978 年,IBM 为了短平快地搞出 PC ,也懒得自己设计处理器,拿来英特尔的 8086 就直接用上了。这一下子,英特尔一举成名。

    随后, 英特尔靠 80286 80386 80486 完成了对 IBMPC 兼容机机市场一统江湖的伟业。

    1993 年,英特尔公司推出奔腾(Pentium)处理器。从奔腾起,英特尔公司不再以数字命名它的产品了,但是在工业界和学术界,大家仍然习惯性地把英特尔的处理器称为x86 系列

    2006 年,首批酷睿Core 2 处理器开始发售。

    5、英特尔与摩托罗拉

    正如同罗马帝国的崛起是通过在布匿战争中打败原有的霸主迦太基而完成的,英特尔的崛起是靠击败老牌半导体公司摩托罗拉而实现的。

    1979 年,摩托罗拉推出 68000,得到了很多高阶产品的青睐。这个名字是以它集成的晶体管数目六万八千个而获得的。它除了被用于主要的工作站上,后续的 68020 还并被苹果选为麦金托什的处理器。不过随着后来苹果也开始使用英特尔的处理器,摩托罗拉彻底推出了微机处理器市场。

    摩托罗拉在资金、技术各方面都明显强于英特尔。在很长时间里,它的处理器从性能上讲要优于英特尔的同类产品。摩托罗拉之败,原因有如下几点:

    (1)首先是外界微软的因素,即英特尔有了微软这个没有签约的同盟军。有人甚至把 PC 机行业称为英特尔 / 微软体制。

    (2)总部在美国中部伊利诺斯州的摩托罗拉虽然也是一个高技术公司,也经历了八十年代的信息革命,但是它的作态完全还是五六十年代的传统公司。比如,摩托罗拉公司由加尔文( Galvin )兄弟创办,公司六十年代传到了儿子手里,八九十年代传到了孙子手里,是个典型的家族公司。而英特尔公司不一样,是一个典型的硅谷公司

    正如中日甲午战争,因为一个在专制的农业时代后期的军队很难打赢一个兴起的工业化国家的军队。

    (3)在业务上,半导体只是摩托罗拉的一个部门,而微机处理器又只是其半导体部门的一项业务,可是它对于英特尔来讲却是全部。英特尔公司做事情非常专注,直到今天,它一直集中精力于个人微机的处理器。

    而业务多元化的摩托罗拉最后除了在微机处理器上败给了英特尔,在手机上碰到了诺基亚,在信号处理器( DSP )上又败给了德州仪器( TI )

    6、复杂指令( CISC )和简单指令( RISC )集之争

    现如今的计算机系统结构可以根据指令集合分成复杂指令( CISC )简单指令( RISC )两种。

    精简指令系统只保留很少的常用指令并将一条复杂的指令用几条简单的指令代替。基于精简指令集的设计思想是计算机发展史上的一次革命,它使得计算机处理器的设计得到很大简化,同时由于精简指令集的处理器可以保证每条指令执行时间相同,处理器内各部分可以很好地流水作业,处理器速度可以比同时期的基于复杂指令的处理器要来得快。

    而且在学术界几乎一边倒地认为复杂指令集的设计过时了,精简指令集是先进的。尤其是美国所有大学计算机原理和计算机系统结构两门课全是用轩尼诗和派特森合写的教科书。

    英特尔在推出过渡型复杂指令集的处理器 80486 的同时,推出了基于精简指令集的 80860 。这个产品事实证明不很成功,显然,市场的倾向说明了用户对兼容性的要求比性能更重要。因此,英特尔在精简指令上推出 80960 后,就停止了这方面的工作,而专心做 " 技术落后 " 的复杂指令系列。在整个九十年代,工业界只有英特尔一家坚持开发复杂指令集的处理器,对抗着整个处理器工业。

    一个酷睿处理器如果昼夜不停使用,一年的耗电量已经等同于它的价格。因此,今后处理器设计必须考虑能耗。

    而英特尔复杂指令的芯片不如精简指令的处理器设计简单,相对比较难做到低能耗

    它可以在每个处理器的开发上投入比任何一种精简指令处理器多的多的研发经费和人力,这样,英特尔通过高强度的投入,保证了它处理器性能提升得比精简指令还要快。

    英特尔经过十年努力终于打赢了对精简指令集的处理器之战。需要强调的是,英特尔不是靠技术,而是靠市场打赢的此战。

    7、英特尔和 AMD

    英特尔和 AMD 的关系基本上是既联合又斗争。

    联合之处在于:

    (1)AMD 从血缘来讲应该是英特尔的族弟,因为它也是从仙童半导体分出来的,也在硅谷,只比英特尔晚几年。

    (2)它们在开拓 x86 市场,对抗精简指令集的工作站芯片方面利益是一致的。因此它们在市场上的依存要多于竞争。

    (3)英特尔并没有想彻底把 AMD 打死。因为留着 AMD 对它利大于弊。它避免了反垄断的很多麻烦。尽管今天 AMD 的股值只有英特尔的 5%,构成不了多大威胁。

    斗争之处在于:

    (1)AMD 总是不断推出和英特尔兼容的、更便宜的替代品。

    (2)AMD 有时会主动出击。比如利用自己提早开发出 64 位处理器的优势,率先在高端市场挑战英特尔,并一举拿下了服务器市场的不少份额,最高甚至达到了 40%。但在接下来的一年里,英特尔千呼万唤始出来的酷睿双核处理器却面世了。

    8、游戏主机市场

    Sony 和微软游戏主机的处理器用的是 AMD,而任天堂最新的 switch 用的是 Nvidia 的 Tegra 处理器。

    二、总结教训:


    大家都说英特尔是一个专注的公司,只专注做好 PC 的处理器市场,我觉得有误,他也尝试去做了服务器乃至手机的处理器,可惜却不是很理想。现今科技公司的大公司病不是好治的,这也是 IT 行业江山代有人才出,独领风骚仅几十年的有意思之处了。

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