英特爾對局:一家傳奇IT企業(yè)的40年成長(cháng)史

　　兩極擴張

　　英特爾逐漸擴大x86處理器的應用領(lǐng)域是從奔騰（Pentium）時(shí)代開(kāi)始的，那是上世紀90年代，由此開(kāi)始了更為快速的技術(shù)演進(jìn)。時(shí)值今日，從沖擊千萬(wàn)億次的高端處理器芯片，一直到超低功耗的超移動(dòng)處理器，英特爾正在囊括更多領(lǐng)域。

　　1993年P(guān)entium處理器發(fā)布時(shí)，RISC優(yōu)勢論還在盛行，Sun仍然是英特爾的主要對手。Pentium采用的超標量技術(shù)就是針對RISC，提升指令執行速度的一次架構創(chuàng )新；Sun也抱有同樣想法，它也試圖這樣提高下一代SPARC的性能，只看誰(shuí)能拔得頭籌。這個(gè)架構創(chuàng )新是無(wú)法從大型機上參考設計的，一切都要從頭摸索。

　　300萬(wàn)個(gè)晶體管、全新的功能讓Pentium設計困難重重。剛問(wèn)世的Pentium處理器體積龐大，速度也僅為66MHz，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)，縮小了體積，同時(shí)運行速度也提升到了100 MHz。英特爾再次在與RISC的較量中占據了優(yōu)勢?？闪硪粋€(gè)可怕的敵人又出現了——IBM、摩托羅拉、蘋(píng)果共同組建了POWER聯(lián)盟，蘋(píng)果在放棄摩托羅拉處理器后，采用了POWER處理器。然而，銷(xiāo)量最終還是使勝利屬于Pentium。在1994年的銷(xiāo)量統計中，Pentium約為POWER的10倍。

　　1995年，Pentium Pro問(wèn)世，它革命性地采用了動(dòng)態(tài)執行和獨立雙總線(xiàn)控制。更重要的是，這款處理器不僅用于個(gè)人PC，也開(kāi)始用于伴隨互聯(lián)網(wǎng)興起的工作站和服務(wù)器。后續產(chǎn)品上市使英特爾的業(yè)務(wù)具備了向新領(lǐng)域擴展的可能，后續的PentiumⅡ、PentiumⅢ、Pentium4都是如此。作為Pentium產(chǎn)品線(xiàn)的高端產(chǎn)品，至強品牌被引入，它被明確定位于面向中高端企業(yè)級服務(wù)器、工作站市場(chǎng)。

　　在PC處理器薄利多銷(xiāo)的同時(shí)，向賺錢(qián)的工作站和服務(wù)器市場(chǎng)提供高利潤產(chǎn)品幾乎是英特爾的必然選擇。在1997年，摩托羅拉轉產(chǎn)、IBM轉型等一系列事件，也間接促進(jìn)了英特爾在微處理器行業(yè)霸業(yè)初成，它占據了舉足輕重的地位。在后續較量中，AMD也成為最令英特爾困擾的競爭對手。AMD推出的K6系列處理器目的就是狙擊Pentium系列，尤其在AMD的K8處理器在IBM幫助下“退燒”之后，AMD還曾一度搶走了x86桌面市場(chǎng)及服務(wù)器市場(chǎng)不小的份額。

　　在2000年P(guān)entium4面世時(shí)，摩爾定律主導的半導體創(chuàng )新已經(jīng)發(fā)展到了4200萬(wàn)個(gè)晶體管，其N(xiāo)etBurst架構的設計目標是適應更高主頻，此時(shí)的消費者習慣于以頻率為唯一考量，高性能成為主題詞，AMD也開(kāi)始跟隨英特爾共同創(chuàng )造主頻神話(huà)。

　　多核路轉

　　主頻提升是提升單線(xiàn)程性能的最直接途徑，然而競相攀升的主頻過(guò)快地耗盡了當時(shí)制造工藝的能力，Pentium的NetBurst架構在4GHz遇到了無(wú)法解決的升溫問(wèn)題，實(shí)現10GHz主頻的預言已經(jīng)無(wú)法實(shí)現了。

　　為了遵循摩爾定律的持續創(chuàng )新，在持續追求更高主頻路線(xiàn)走不通之后，AMD和英特爾都選擇了繞過(guò)這一障礙。它們的競爭焦點(diǎn)似乎由主頻轉向了核數。2006年，英特爾啟用了由海爾法開(kāi)發(fā)團隊研發(fā)成功的酷睿架構，轉向高能效以及多核路線(xiàn)，這樣的技術(shù)路線(xiàn)也是Sun、IBM的共識。向多核轉變，使得處理器在主頻不快速提升的前提下，摩爾定律得到延續，能效表現繼續攀升?；粮裉寡?，在看到這個(gè)根本性轉變時(shí)，英特爾已經(jīng)落后了一代的時(shí)間，幸運的是，它很快重新開(kāi)始重視高能效表現。

　　從雙核到四核，英特爾在時(shí)間上領(lǐng)先AMD，卻無(wú)法擺脫它的一路緊隨。深層次地說(shuō)，英特爾與AMD實(shí)際上已進(jìn)入“能效”的競爭階段，核數只是一個(gè)途徑而已。多核有效控制了能耗，英特爾也通過(guò)微架構調整，使得高能效表現在取代NetBurst的酷睿微架構深入人心，并即將再次調整至Nehalem架構。英特爾制造工藝的升級，已經(jīng)使一塊芯片上可以容納8億個(gè)晶體管。值得關(guān)注的是，當前的軟件環(huán)境也開(kāi)始注重向并行方面發(fā)展，以充分發(fā)揮多核潛力。

　　如今，在最高端的面向高性能計算的至強，再到面向服務(wù)器的至強直到桌面端、移動(dòng)端甚至超移動(dòng)終端，英特爾的微架構和制造工藝都開(kāi)始全面覆蓋，除超移動(dòng)終端處理器外，其他產(chǎn)品線(xiàn)都實(shí)現了多核。英特爾開(kāi)始規劃處理器的發(fā)展步調，這就是Tick-Tock戰略。英特爾按照逐年的節奏調整制造工藝和微架構。x86處理器已經(jīng)覆蓋了IT設備的兩極。而在對抗RISC的高端企業(yè)級產(chǎn)品線(xiàn)中，英特爾還布局了安騰處理器。按照發(fā)展路線(xiàn)圖，安騰即將走向四核。

　　通信進(jìn)退

　　硅技術(shù)持續發(fā)展，成為推動(dòng)計算與通信融合的主要力量，它當然可以在更大范圍內推動(dòng)IT技術(shù)發(fā)展。英特爾前CEO貝瑞特在2002年年初表示，如果他能成功地將英特爾帶入通信領(lǐng)域，那么英特爾未來(lái)10年將是輝煌的。而英特爾在當年IDF上提出的“擴展摩爾定律”，也是試圖將摩爾定律從計算領(lǐng)域延伸到通信領(lǐng)域。然而，在這一市場(chǎng)上，英特爾要面對的不僅僅是老對手AMD、威盛還有后來(lái)者NVIDIA，它還將應對德州儀器、摩托羅拉、高通等老牌廠(chǎng)商。

　　要進(jìn)入通信領(lǐng)域，英特爾可以選擇從局域網(wǎng)進(jìn)入，英特爾迅馳平臺推動(dòng)的筆記本電腦應用就是局域網(wǎng)中的“點(diǎn)”；它還可以從廣域網(wǎng)進(jìn)入，英特爾力推的Wi就是“面”，這是IT廠(chǎng)商向相對封閉的通信標準體系發(fā)起的沖擊。這樣做，為的就是圍繞英特爾聚合起的生態(tài)圈實(shí)現在局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)間的無(wú)縫切換。

　　迅馳就是在計算與通信的交叉點(diǎn)上取得的成功，它主打的無(wú)線(xiàn)連接和平臺優(yōu)化，有力推動(dòng)了筆記本電腦的普及，并在與老對手AMD的較量中取得了絕對優(yōu)勢。英特爾最新發(fā)布的代號為Montevina的平臺已是迅馳的第五代更新，每一代迅馳平臺的處理器、芯片組、無(wú)線(xiàn)模塊的同步更新，都伴隨著(zhù)性能、電池續航時(shí)間、無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)以及支持輕薄設計的全面提升。老對手AMD在推出數代移動(dòng)處理器之后，也選擇走上了平臺道路。就在Montevina平臺發(fā)布前夕，AMD首次推出了直指迅馳的移動(dòng)平臺“Puma”，這將在市場(chǎng)上再次引發(fā)激烈競爭，AMD再次向英特爾的優(yōu)勢領(lǐng)域發(fā)起了挑戰。

　　除筆記本電腦外，超便攜終端也是英特爾布局的重要一步，只是這條路進(jìn)行得有些坎坷。2006年，英特爾在經(jīng)過(guò)收購并重新培育后，最終還是決定放棄了耗費6年時(shí)間和約50億美元的手機芯片市場(chǎng)，將Xscale手機芯片業(yè)務(wù)出售給Marvell，它選擇了從ARM路線(xiàn)走開(kāi)。兩年之后，英特爾蓄勢重來(lái)，只是這一次，它選擇了x86路線(xiàn)，以目前體積最小的超低功耗處理器“凌動(dòng)”主攻7英寸以下的超便攜互聯(lián)網(wǎng)設備MID。威盛推出的“凌瓏”、NVIDIA基于A(yíng)RM內核推出的Tegra處理器也都面向這一市場(chǎng)。

　　MID與智能手機只有一線(xiàn)之隔，一旦這類(lèi)設備的體積進(jìn)一步縮小，并加入通話(huà)功能，勢必會(huì )給手機市場(chǎng)帶來(lái)重大沖擊。英特爾的回歸，要應對眾多競爭對手。但不可否認的是，英特爾在通信征途上遇到的阻力很大，它已擁有了破局的利器，但要想在多重競爭中做到游刃有余，尚需一定時(shí)日。

　　遠處的風(fēng)景

　　對未來(lái)的展望是對歷史最好的紀念?；粮裨谟⑻貭枒c祝誕生40年時(shí)發(fā)表了對未來(lái)十年的預測，對制造工藝和計算能力的看法尤其值得關(guān)注。在英特爾眼中，它能看到的最遠處的風(fēng)景會(huì )是怎樣的？

　　沖向10nm

　　硅工藝發(fā)展的隱憂(yōu)在65nm時(shí)就被反復提及了，如果工藝不改進(jìn)，摩爾定律將很快走到盡頭。“行業(yè)發(fā)展即使不會(huì )陷于停滯，發(fā)展速度也會(huì )大大降低。”英特爾高級院士馬博說(shuō)。然而，英特爾還是率先迎來(lái)了柳暗花明又一村。在最新的45nm制造工藝中，英特爾首次引入了高k柵介質(zhì)和金屬柵極材料，這一改進(jìn)被摩爾視作半導體行業(yè)的又一場(chǎng)技術(shù)革命。它有效控制了漏電流，并為繼續向前的制造工藝升級掃清了障礙。

　　英特爾此前公布的制造工藝目標規劃到了22nm，而這一次，基辛格明確指出，10年內制造工藝就能達到10nm，摩爾定律將繼續適用。“英特爾正處在邁向22nm制造工藝的發(fā)展道路上，我們對14nm也有了很好的規劃，而且有信心突破10nm難關(guān)。在可預見(jiàn)的時(shí)期內，硅仍將是其他材料的基礎。除此之外，我們還不確定。”除了縮小芯片的特征尺寸之外，另一個(gè)提升經(jīng)濟性的路徑就是增大硅片直徑，一般都是優(yōu)先縮小特征尺寸，保障這兩個(gè)“輪子”高速平穩運轉的基礎是納米電子學(xué)和新材料學(xué)的持續發(fā)展?；粮耦A計，18英寸晶圓也有望將在10年內實(shí)現，當前的硅片尺寸為12英寸。

　　轉向高k材料是必然趨勢，英特爾領(lǐng)先了一步。IBM、AMD、飛思卡爾、三星、海力士等半導體廠(chǎng)商也都在各自結盟，研發(fā)32nm及更先進(jìn)的制程。在32nm，制造廠(chǎng)商一定會(huì )選擇采用高k材料，以克服物理極限。業(yè)界巨頭走向聯(lián)合，并非是競爭格局發(fā)生了本質(zhì)變化，而是工藝日益復雜，改進(jìn)難度過(guò)大，這在客觀(guān)上促進(jìn)了聯(lián)合開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和生產(chǎn)方法。

　　萬(wàn)億級計算

　　萬(wàn)億次對高性能計算來(lái)說(shuō)并非是全新的數量級，但未來(lái)十年內，個(gè)人就將享受到這樣的計算能力。英特爾處理器也將由現在的雙核、四核發(fā)展到更多核，英特爾把研究中的擴展性多核架構稱(chēng)為眾核。此前，英特爾曾多次展示過(guò)單芯片80核處理器，實(shí)現了萬(wàn)億次計算能力，與其配合的全新存儲、通信以及軟件技術(shù)也都同步發(fā)展。當這樣的原型處理器成為實(shí)用化產(chǎn)品后，將進(jìn)一步帶動(dòng)視頻搜索、物理模擬等大量新應用或過(guò)去單機無(wú)法實(shí)現的應用進(jìn)一步發(fā)展。英特爾高級院士Stephen Pawlowski告訴記者，從幾個(gè)大型內核發(fā)展到多個(gè)輕量小核，并配合高度并行化和節能，將是眾核的發(fā)展方向。

　　最有望率先推出的眾核應該是Larrabee，它也隸屬于英特爾的萬(wàn)億次計算計劃。Larrebee基于高度并行的可編程架構，主要面向高端通用目的計算平臺，適合視覺(jué)運算和主流圖形顯示。目前可以獲知的信息是，Larrabee至少有16個(gè)核心。

　　記者在參加2008英特爾研究日時(shí)，曾與萬(wàn)億次項目領(lǐng)軍人物Jerry Bautista進(jìn)行交流。他認為，萬(wàn)億次計算在硬件方面的挑戰其實(shí)已經(jīng)取得了很好的成效，未來(lái)最大的挑戰將來(lái)自軟件?；粮褚脖硎?，英特爾已解決了并行編程中的一些問(wèn)題，并把工具擴展到支持多核、眾核和萬(wàn)億級計算，如英特爾為幫助主流編程人員高效開(kāi)發(fā)高度并行化和可擴展的軟件而研究的C t編程語(yǔ)言，關(guān)鍵在于軟件行業(yè)如何將將重點(diǎn)放在并行計算上，充分利用多核的計算能力。

　　歸于“平靜”

　　很多圈外人不解，為什么英特爾還要去研究傳感器、研究無(wú)線(xiàn)甚至研究社會(huì )學(xué)等一系列看似與電腦毫不相干的事情。其實(shí)，我們走過(guò)大型機、PC機時(shí)代，最終必將走向普適計算時(shí)代。那時(shí)，計算機就如同電一樣普通，不再會(huì )被關(guān)注。英特爾在為此做準備。當我們周?chē)际怯嬎銠C時(shí)，讓它們處于非妨礙狀態(tài)的“平靜技術(shù)”才是對未來(lái)技術(shù)設計的根本挑戰。

　　Gordon Bell，DEC的技術(shù)靈魂、VAX小型機的開(kāi)發(fā)者早在1975年就基于摩爾定律提出一種計算機分類(lèi)理論，第一類(lèi)是價(jià)格不變或稍微降低，性能和功能不斷提高；第二類(lèi)則是給定功能，價(jià)格不斷降低，大約每十年就形成一種新類(lèi)型；第三種則是計算機融合到器具與其他設備當中去。這與33年后的基辛格預言有異曲同工之妙，IA將無(wú)處不在，全天候服務(wù)人們的日常生活。“如果你考慮計算的兩端，高端就是像數據中心級計算的規模和效率都在提升，另一端是使用了IA架構的移動(dòng)和手持計算設備，中間則是可視計算體驗。而新興的嵌入式計算體驗則支持我們正在做的每件事。”

　　在“平靜”的普適時(shí)代，計算機會(huì )豐富我們的物質(zhì)空間，也促進(jìn)我們用更多方式、有更多機會(huì )與人相處，“我們只是完成了4%或5%的任務(wù)！”40歲的英特爾正在為終將到來(lái)的“平靜”繼續努力著(zhù)。

　　英特爾的技術(shù)底氣

　　應該說(shuō)，英特爾是市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)的高手，“Intel inside”、“Yes． Intel”等技高一籌的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)戰略對英特爾市場(chǎng)的成功至關(guān)重要。

　　但從本質(zhì)上看，英特爾是個(gè)技術(shù)驅動(dòng)型的公司。40年來(lái)，芯片的發(fā)展一直遵循著(zhù)摩爾定律——以“晶體管集成度每18～24個(gè)月提高1倍”的速度向前發(fā)展，這應該說(shuō)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)奇跡。而更令人拍案叫絕的是，摩爾在1965年芯片上只有數百個(gè)晶體管的情況下總結出的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律至少能“統治”產(chǎn)業(yè)50年，足見(jiàn)英特爾的兩個(gè)創(chuàng )始人之一——摩爾的遠見(jiàn)。

　　今年還是集成電路誕生50周年。德儀的基爾比和仙童的諾伊斯因先后獨立地發(fā)明了集成電路而成為業(yè)界公認的集成電路發(fā)明人。某種意義上說(shuō)，基爾比的發(fā)明更像是一項偉大的科學(xué)發(fā)現，他所采用的鍺襯底和片上元器件之間用金絲焊接互連的方式，在工程制造上是行不通的。而諾伊斯發(fā)明的基于硅襯底和平面互連的工藝，在50年后的今天依然是包括TI在內的半導體產(chǎn)業(yè)主流工藝。

　　當諾伊斯和摩爾兩人1968年創(chuàng )立英特爾時(shí)，已經(jīng)把技術(shù)遠見(jiàn)和技術(shù)創(chuàng )新的基因賦予了這家公司。作為全球最大的半導體公司，英特爾的設計團隊和生產(chǎn)設施的規模無(wú)人能出其右。在以技術(shù)密集和資金密集著(zhù)稱(chēng)的半導體領(lǐng)域，芯片設計技術(shù)占優(yōu)或者制造能力擅長(cháng)的企業(yè)都有其一席之地，而英特爾真正卻鮮為人知的核心競爭力則在于設計與制造的雙向優(yōu)化。隨著(zhù)線(xiàn)寬變窄，工藝冗余度逐漸變小，迫使原本分離的設計和制造兩個(gè)環(huán)節必須結合在一起，相互優(yōu)化。

　　英特爾每?jì)赡旯に嚭蛢群烁乱淮蔚?ldquo;Tick Tock”戰略便是這種核心競爭力的體現。而今年3月權威的ITSR（國際半導體技術(shù)藍圖）最新公布的報告可以看出，半導體產(chǎn)業(yè)平均工藝換代周期已經(jīng)延至3年，換句話(huà)說(shuō)，有很多企業(yè)已經(jīng)跟不上摩爾定律的速度了。