当高通、海思和联发科等IC公司积极采用5纳米工艺来开发移动处理器时,英特尔和AMD这两大“宿敌”也在桌面PC市场上展开了激烈的竞争,无论是在性能还是制程方面。然而,闪耀的背后并非全是辉煌,所谓的成绩在某种程度上只是不断试错和站在前人肩膀上的结果。
在本期的《趣科技》中,我们列举了史上最差的处理器提名名单,而这里的“最差”并不仅仅是简单的吐槽,而是指那些对设备运行甚至企业商务都造成了致命打击的处理器。
需要说明的是,这个主题并不是为了批评“差”而否定先进。相反,通过以下失败案例,你或许可以了解到像英特尔和AMD这样的巨头是如何从一片混乱中走出来,并学会进行风险规避和设计优化的思考。
英特尔安腾(Itanium)处理器
首发于2001年,2019年1月30日被叫停
图源 | 网络
采用Itanium架构(后称为IA-64),作为英特尔64位处理器家族中的一员,立志取代X86架构,并在服务器与超算领域有所作为,也曾部署于惠普等服务器中,但最终定格在Kittson节点——Itanium家族的最后一款处理器产品。
入选理由:
该处理器是推进软件定义/优化硬件的先驱。在处理器运行代码前,指令调用与执行等所有任务均由编译器决定。换言之,编译器自动判别依赖关系并产生指令包,每个包内的指令不存在依赖关系,所以指令集一旦公布,后续更改的难度与成本很高。
例如:每个VLIW指令包含有三个RISC指令,如果若干年后做出了能并行执行六个指令的芯片,那它能同时执行两个VLIW指令吗?所有程序需重新编译才能完全发挥芯片设计的理论效能。
更麻烦的问题是Cache,Itanium将可以并发的程序指令捆在单个包中,如果所需要的变量还在内存里,处理器则无法运行,只能等从内存数据搬到Cache中。所以,Itanium的执行效率不会好于乱序执行的处理器。
英特尔奔腾(Pentium)四代
首发于2000年11月,2008年8月8日被叫停
图源 | wikipedia
搭载NetBurst架构的单核处理器,可部署于桌面PC、笔电及入门级服务器。代号为Prescott的处理器是该系列第二款产品,采用90纳米制程工艺,此前系列产品代号为Willamette(180纳米)。
入选理由:
Pentium 4处理器在初代Willamette基础上,增加近一倍的晶体管。与此同时,制程工艺也从180缩小为90纳米,而密集分布的晶体管导致其不堪重负,耗电量巨大的同时,存在漏电风险。
此外,Pentium 4脱离原有的架构演变路线,拥有超长流水线,比上一代架构单核性能出现倒退,为了弥补单核性能的倒退,拼命拉高频率并为此配备更大的缓存。因此,其与同家族的双核处理器Smithfield并称为性能最弱的英特尔桌面处理器。
AMD 推土机(Bulldozer)FX
首发于2011年3月,2017年3月1日被叫停
图源 | AnandTech
采用AMD Bulldozer微架构,被称为AMD首块8核桌面电脑处理器,由GlobalFoundries代工生产。AMD以此对标英特尔的桌面电脑处理器核心Sandy Bridge和Ivy Bridge。2017年,FX处理器架构被Zen取代,并以代号“锐龙”继续与英特尔的交锋。
入选理由:
AMD发布Bulldozer,并计划用FX实现复兴,但其实在CPU上已无法追上英特尔,只能通过差异化CMT来实现大吞吐,但对目前的应用场景并不适合,再加上TLB问题,FX8150很失败,缝缝补补后发布FX8350与 FX9570,但是和竞品存在差距且功耗又大。
不管从市场还是性能表现等各个角度来讲,推土机架构都不算成功,甚至可以说直接影响AMD在处理器市场口碑,以至于如今AMD也不敢启用曾经象征最高性能处理器的FX后缀,毕竟FX很容易让人联想到推土机系列处理器。
Cyrix 6×86
首发于1996年,终于千禧年前
图源 | wikipedia
Cyrix公司设计的第六代32位处理器,不同于英特尔与AMD对X86架构的调整与定制,该处理器仍采用初始版本的X86架构。
由IBM以及SGS-Thomson(如今的STMicroelectronics)代工生产。后因IP等因素影响,未成功迈入千禧年。
入选理由:
从整数编码来看,Cyrix 6×86运行能力领先于英特尔Pentium处理器,但是FPU(Float Point Unit,浮点运算单元)表现不佳。当Cyrix 6×86被植入Socket 7主板后,出现明显的性能不稳等状况。
此外,Cyrix 6×86芯片落地后,存在严重发热问题,PR166(133MHZ)甚至有可能要日常降频到PR150(120MHZ)才能正常使用。后期Cyrix推出6x86L,对发热和功耗进行改进,但浮点性能依然欠佳,与英特尔和AMD差距越来越大,再之后的6x86MX/MII均不具备竞争力。
德州仪器TMS9900
首发于1976年,见证半导体产业历史
图源 | 官网
电子半导体历史上首块商用的16位单芯片微处理器,被广泛应用于德州仪器代号为TI-99/4以及TI-99A的家庭电脑中。
时任德州仪器副总裁的Walden C. Rhines曾试图说服IBM在个人电脑中使用TMS9900,但IBM最终选择搭载英特尔8088。败走个人电脑市场后,德州仪器将重心转移至TMS320处理器。
入选理由:
上世纪70年代,TMS9900对标英特尔8088,后者是20位处理器,领先于德州仪器的16位,直接导致在与主存交换数据传输的速率差距。另外,德州仪器未开发TM9900的配套外围芯片,实际运行时与8位外围芯片配合,造成处理器崩溃。
TMS9900所采用的结构与其他德州仪器产品相比,只是采用16位的逻辑地址空间,在其他架构方面与八位的微处理器几乎相同。德州仪器并没有开发一个全新的体系架构,这在当时是无法解决的问题。
高通骁龙810
首发于2015年,成为智能手机市场分水岭
图源 | AnandTech
采用四核Cortex-A57与Adreno 430 GPU,并搭载台积电20纳米制程工艺,是高通首款使用big.LITTLE技术(为适当作业分配恰当的处理器)芯片,但是被ExtremeTech专利作家Joel Hruska称为高通最不满意的高端SoC芯片。
入选理由:
包括HTC One M9与LG G Flex 2等搭载Snapdragon 810的手机出现明显过热,以及运行速度放缓问题。同时,采用相同架构(Cortex A53与A57)的三星Exynos 7420处理器,在运行至最高主频速率时,运行流畅度远胜于Snapdragon 810。
高通810的失败同时,也带来了移动终端市场分水岭:三星凭Exynos 7420成为硬件之王,而HTC、索尼、摩托罗拉终退出一线;国内华为凭950赶上第一梯队;小米5被810推迟发布接近12个月, 销量被华为超越。
写在最后
其实不过短短几十年的时间,处理器市场玩家的腥风血雨反复就在昨天,而幸存下来的依然还是英特尔与AMD(PC端),以及高通与三星(移动端)。
好在如今海思与联发科加入战局,而龙芯与君正等国产PC处理器厂商也在试图破局,下一个10年,或者20年,回首总结时,史上最差处理器又会“花落谁家”?
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