生存的力量！AMD带领Intel前进五大步

● 市值相差10倍——为生存而生

　　有这样一家公司，其市场价值达到1150亿美元，在半导体领域一直处于领导级地位，但是在最近几年时间里，却被一个市值只有120亿美元的弱小对手困扰着，相信您已经猜到，这就是Intel和AMD。看到AMD的今天，我们不得不感叹，渴望生存的力量是多么强大。

 Intel与AMD——统治与生存

　　AMD一直是一个主张创新的公司，在过去的几年时间里，他从一个追随者渐渐转变成了领跑人，我们猛然发现，AMD已经不再活在Intel的影子里，而是开始跳出来正面与Intel对抗，在处理器发展的道路上，很多时候，AMD甚至将Intel甩在身后，让Intel不得不追随其脚步。

● 过去二十年的恩恩怨怨

　　两家成立仅相差一年（Intel 1968年/AMD 1969年），但一直以来，Intel都是以统治者的身份出现，而AMD则一直为了生存而苦苦挣扎，在过去的数十年中，两家公司之间发生了很多事情，我们不妨来简要回顾一下AMD的几个不同阶段。

　　在1982年，IBM迫使Intel同AMD签署协议，使后者成为8086和8088处理器的第二供应商（IBM的政策规定至少有两家公司为其供应芯片）。但在1986年，Intel单方面废除了合约，1987年AMD上诉，最终在1994年加州最高法院判AMD胜诉。在1995年，Intel与AMD签署协议，允许后者使用286，386和486微代码，尽管协议的具体细节属于高度机密，但从后来的发展来看，其内容应该还附加了一些东西——任何增强x86架构的技术，都免费共享，这也是为什么后来Intel可以参考AMD64技术，AMD则可以免费使用SSE指令集的原因。

 AMD早期的广告：

　　可能连IBM也想象不到，当初的一个商业行为，成就了现在的AMD。在这个阶段，AMD一直是以生存为目的，追随Intel的脚步，也可以说是依附于Intel，他没有对抗的资本。

　　AMD最近一次向Intel宣战，应该是2005年中起诉Intel垄断，这被喻为是“进入21世纪以来，全球影响最大的反垄断案”，也是继微软与IBM达成和解后，反垄断的第二次世界大战。同时，日本公平贸易委员会在裁定Intel违反了日本反垄断法，也是对AMD最大的支持，同时也标志着开始有足够的资本来挑战Intel。

● 第一步：AMD64技术

　　对古老的x86架构进行扩展，从而实现同时兼容32位和64位运算，以顺应环境的发展，这一理念是由AMD率先提出，但当时Intel曾多次公开对此进行否定和嘲笑。事实证明，2003年发布的针对桌面Athlon 64以及服务器/工作站Opteron处理器，取得了非常大的成功，兼容32/64位运算，使平台过渡顺利而稳定，Intel不得不在2004年2月宣布推出支持64位运算的Xeon处理器，可以说是第一次跟在AMD身后前进。

　　关于Intel是否照搬AMD64技术，将其改名EM64T后加以应用，这个在之前曾引发了激烈的口水仗，最终当然也是没有个结果。从处理器微架构的的角度讲，使传统的x86架构支持64位扩展技术并不是一件困难的事情。实现x86-64，只是需要更多（16）、容量更大（64位）的通用寄存器，更多的128位SSE寄存器（16）以及线性的64位寻址特性。

　　上面是x86-64的寄存器架构图，我们可以清楚的看到它和x86架构相比，只是做了某些扩展。所以我们可以预期，不管是AMD64还是EM64T，从架构本身来讲可以说是一致的，只是实现方式各有不同，正所谓殊途同归。

　　不论Intel是否抄袭了AMD的技术，在64位的支持上，AMD的确是走在了Intel前面，并且改变了处理器的发展方向。按照Intel原来的计划，是要大力推广IA64架构Itanium系列，并且日程上要落后许多。如果没有AMD，绝对不会出现当前64位普及的盛况。

● 第二步：多核心架构

　　除了64位运算，在多核心架构方面AMD也可以说是棋先一招。当AMD最初设计K8架构时候，将内存控制器集成到处理器内部，实际上已经是在为未来的多核心架构做准备。未来当AMD 90nm工艺成熟时，就可以轻松实现双核。在2005年4月，AMD正式发布了10款双核Athlon 64 X2和Opteron处理器，从而揭开了双核时代的序幕。

 

 Athlon 64 X2很早就强调功耗

　　同年5月份，Intel正式发布双核Pentium D，两家在时间可以说没有区别，但从产品角度来讲却差距巨大。Athlon 64 X2仍然基于K8架构，由于先前为多核架构做好准备，所以产品非常成熟，性能上也十分出色。而Pentium D则总给人仓促上阵的感觉，其只是由将两颗单核Prescott核心封装在一起，而并非原生双核，这也引发了之后关于“真假双核”的激烈口水战。这样的设计使核与核之间的沟通必须通过FSB，并且需要新的芯片组支持。在性能上，Athlon 64 X2基本上比同档Pentium D要高出20%，在游戏上的差距会更大。Intel古老的Netburst架构已经无力回天。

 Pentium D双核心非原生

　　Intel双核从8系列到9系列，工艺的提升，频率的提升，加入防病毒和虚拟化等特性，但由于性能低下，发热量大，所以市场反响并不好，只有各别如PD 805/820等低端产品获得认可，这也使Intel几个财季的成绩表现不佳。直到2006年7月份酷睿2处理器的发布，才可算Intel真正意义上的成熟双核产品。

　　在多核心架构上，可以说AMD又领先了一次，同时再次影响和促进了处理器的发展方向和进程。2006年末双核能够做到如此的普及率，AMD功不可末。

●第三步：整合内存控制器

　　从K8架构开始，AMD将原本在北桥中的内存控制器整合到了处理器内部，这一创新的举动当然招来了竞争对手的非议，Intel表示这样的作法显然不如自己的FSB架构，就在2006年6月，Intel发言人还公开表示，集成内存控制器的做法存在如“过于依赖内存规格”、“增加CPU针脚”以及“增加CPU核心尺寸和发热量”等缺点。

 K8处理器架构图

　　但是不知何故，在最近的roadmap中我们看到，未来Intel处理器也将计划整合内存控制器，那么将如何克服以上的缺点呢？一个有趣的问题是，Intel是否会跟随AMD采用NUMA(vs. SMP)在未来的处理器架构中呢？

● 第四步：HyperTransport

　　HyperTransport由AMD与IBM、Sun、德州仪器、NVIDIA和ATI等100多家厂商共同研发的端到端总线技术，它可以在内存控制器、磁盘控制器以及PCI总线控制器之间提供更高的数据传输带宽，并且延迟更低，在2001年首次发表时恰巧赶上Intel发布3GIO（也就是PCI Express），当然，Intel保持一贯作风认为HyperTransport并没有必要。

　　但之后的发展证明了HyperTransport存在的意思，AMD平台优秀很大程度上是受HyperTransport总线的支持。不久前Intel发表了一项名为Common System Interface" (CSI)的新总线技术，将使用在Core微架构下一代的Nehalem微架构中，但实际上该技术与HyperTransport可以说是异曲同工，Intel CEO Paul Otellini信誓旦旦的表示，它将比HyperTransport表现的更出色，更快的速度，更低的延迟。

　　我们不得不佩服AMD的工程师们，K8架构中的很多设计理念实在太棒了，有些甚至是超前的思想。像整合内存控制器和HyperTransport这类技术，确实左右着处理器的发展，同时也引领着Intel未来处理器的设计路线。

● 第五步：AMD开放性Torrenza计划

　　早在2004年，HyperTransport联盟曾经发布过一项HTX技术，即HyperTransport I/O总线扩展界面技术，专为高性能系统设计，厂商可以通过此插槽对系统的性能进行扩展。基于这个概念，今年6月份，AMD正式发布了Torrenza Innovation Socket插槽，并且对厂商公布Opteron处理器插槽规格，也就是说第三方厂商可以根据需求，自己开发协处理器，与Opteron搭配使用。

 2004年发布的HTX技术

　　按照AMD的描述，一片双插槽主板，其中一个插槽安装Opteron处理器，另一插槽可以根据需要使用一个协处理器，借助HyperTransport总线的低延迟，高带宽等优势，使系统的整体性能达到最高。AMD收购ATI后还打算最终将ATI的显示功能添加到它的处理器设计中去。第一步是将ATI公司的芯片插到Torrenza插槽中。

 Torrenza获众多厂商支持

　　包括Cray、富士西门子、惠普、IBM、以及Sun等服务器OEM领导厂商，都　支持Torrenza这项开放性的创新计划，并计划测试Torrenza Innovation Socket插槽。藉由Torrenza计划，AMD64运算平台成为整个产业创新的开放式环境；举例而言，通过HyperTransport技术连接通道，将非AMD的加速器连接到AMD64系统，即为此创新之一。

　　面对AMD Torrenza计划，Intel反映也很迅速，公布了代号Geneseo的细节，并且同样计划开放架构。其设计理念与Torrenza类似，但是由于AMD已经拥有HyperTransport，而Geneseo还是基于PCE Express之上，很多功能无法实现，所以普遍认为Geneseo只是Intel抛出对付AMD的缓兵之计，待到CSI设计完成后，可能会发布一个基于CSI总线的Torrenza。

● 后记

　　为了不让这篇文章的观点出现貌似一边倒的局面，这里不得不要说一下Intel最新发布的新一代Core微架构。实际上，Core微架构的发布，让Intel在处理器架构方面重新回到领先地位，其五大创新特性，强调性能/功耗比等都非常值得肯定。但我们无法否认，在最近的两年多时间里，AMD很多地方的确在引领着处理器的发展方向，同时一定程度上也带领Intel前进。

　　AMD将在明年中期发布新一代Barcelona (K8L)架构，尽管其非常值得期待，但是否能够赶上Intel还需要时间去说明。其实在很多方面，Intel的领先优势依然明显，例如生产工艺，AMD始终处于落后。<