硬件历史学堂：开创时代的 Intel 8086 处理器

    在不久之前的2018年台北电脑展（Computex）上，Intel 正式发布了第八代酷睿 i7-8086K 限量版处理器。它基于 Intel Coffee Lake 架构，14纳米 造工艺，六核心十二线程设计，基准频率 4.0GHz，最大单核睿频 5.0GHz，12MB 智能缓存，95W TDP 功耗，采用不锁频设计。i7-8086K 可以看作是 i7-8700K 的特调升级版本。这颗纪念版处理器为高级内容创作与生产力提供了Intel非常好的的桌面游戏性能。

    比起性能上的些许提升，这颗CPU的纪念意义更大。Intel 以发布酷睿 i7-8086K 处理器的方式庆祝其成立50周年这一重要里程碑，以及这半个世纪以来 Intel 在科技产业与创新驱动中扮演的重要角色。除此之外，“i7-8086K”之名更是为了向40年前，开创 x86 时代的8086处理器致敬。

    于1978年6月8日推出的8086是第一款16位处理器，而且是第一款具备现代个人计算能力的处理器。Intel 在宣传语中写道：“40年前，我们打造了 x86 架构和 8086 处理器，从此改变了计算世界的面貌。40年后的庆典，我们推出了限量版Intel 酷睿 i7-8086K 处理器，再次成就了创新的经典。”

    那么，地位如此重要，值得 Intel 专门为其打造一款40周年处理器的8086处理器究竟是如何诞生的，它的地位为何如此重要，Intel 又为什么说它改变了计算世界的面貌呢？今天我们就回溯历史，重返40年前，一起来了解一下Intel 8086 处理器的前世今生。

不可思议的计划

    决心成为第一家将16位处理器推向市场的企业，Intel 在大约18个月之内就将8086处理器从设计阶段推向了出货。

    “今天的人们会为这项计划的时间安排感到不可思议。”首席工程师之一吉姆·麦凯维特在回忆时说道。为了推动这个项目在预定时间完成，当时的设计团队在位于加州圣克拉拉县沃尔什大道的一处租用的设施内星夜兼程，工作了许许多多的夜晚和周末。芯片最终按时于1978年6月上市。

比较独特的开创

    8086是第一款16位处理器，并且使用了能提供全新层次的性能与灵活性的开创性的架构。同样重要的是，Intel 将这款处理器作为一个更大系统的一部分——8086的诞生是比较独特的，没有前代产品的它，自然也还没有相应配套的支持产品及开发工具来帮助人们使用它，8086被设计成为一系列使用相同架构的向前兼容的芯片中的第一个。

    硬件、软件与支持的结合是一种全新的开始，但是市场暂时还没有完全理解它的潜力。那时，微处理器仍然是一个新生的行业。购买者并没有完全形成他们对于处理器的价值理念，设计者及营销者也在尽全力解决消费者对选购处理器时的优先考虑事项认识不清的问题。直到1979年的12月，竞争产品冲击市场，而Intel 8086 的销量也有所放缓。

“粉碎行动”，市场营销的奇迹

    Intel 以“粉碎行动”（Operation Crush）作为对竞争对手的回应，这是一项开创性的解决方案营销活动，目的是改变人们销售、使用及认知技术的方式。发起这项活动的原因是，Intel认识到，消费者真正想要的是以尽可能最小的的不便来解决他们的问题：任何特定的技术，即使如8086一般强大，对客户而言也只是解决问题的手段而已。

    于1979年12月提出，并主要实施于1980年的“粉碎行动”从8086处理器以及 Intel 能够为客户做什么的角度出发，致力于阐释8086以及Intel的优势所在。

    这项活动是与8086处理器的诞生本身一样重大的事件，其广告预算高达两百万美元（此前 Intel 从未花费过几十万美元以上的数额）。超过1000名员工参与其中，负责委员会、研讨会、技术文章、新型销售辅助手段及新的销售激励方案等方面的工作。“粉碎行动”的负责人比尔·达维多夫回忆起全公司上下齐心协力推动这项活动的展开的壮观场面时说：“我认为那是 Intel 的奇迹之一。”

8086带来了PC与新时代

    “粉碎行动”最终取得了极大的成功，以至于它成为了市场营销课程中的一项常见话题，而纽约时报后来也将其称为“传奇”。这项运动一开始设立了为 Intel 赢下2000项设计订单的宏伟目标，最后带来了约2500项。根据至少一位硅谷历史学家的意见，这场胜利“标志着微处理器的战争还未打响就已经结束了，此时 Intel 显而易见成为了占据统治地位的赢家。”

    最重要的是8086的衍生产品8088的销售，是它促成了第一台IBM个人电脑的诞生。也正是从8088开始，个人电脑（PC）的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBM PC上开始，个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。

8086带来的x86架构与它的巨大影响

什么是x86

    我们都说8086开创了x86时代，那么什么是x86架构呢？

    x86架构于1978年推出的Intel 8086中央处理器中首度出现，它是微处理器执行的计算机语言指令集，指一个 Intel 通用计算机系列的标准编号缩写，也标识一套通用的计算机指令集合。简单地说，x86是由Intel推出的一种复杂指令集，用于控制芯片的运行的程序。

对竞争对手的影响

    x86架构在8086处理器中首度出现，起初就像上文中所描述的一样，还没有引起太大的关注。后来的故事大家都知道了，正是由于8086处理器及其衍生品成功带来了第一台IBM PC，并逐渐构建了一个庞大的家族，一个涵盖了台式机、笔记本、服务器、超级计算机等设备的生态系统，其所使用的x86架构也成为PC业界的标准。在x86架构不断发展壮大的过程中，击败了许多竞争对手，即其他处理器厂商的架构，从而造就了今日 Intel 如日中天的地位。

对行业的影响

    此外，其他公司，比如AMD、VIA等也开发x86架构的CPU。由于这些CPU能运行所有的为Intel CPU所开发的各种软件，所以电脑业内人士就将这些CPU列为Intel的CPU兼容产品。由于Intel x86系列及其兼容CPU都使用x86指令集，也就形成了今天庞大的x86系列及兼容CPU阵容。这也造就了行业内“强者愈强”的一种习惯，一种统治地位。

对消费者的影响 

   而对于我们消费者来说，这样一统天下的PC架构还是有其便利性的，至少我们无需考虑兼容性的问题。然而，x86架构已经经历了40年，它本身也有自身不先进的地方，可惜目前实在过于庞大，我们很难轻易舍弃它，放弃对x86架构处理器的兼容。比如，到2002年，由于32位特性的长度，x86的架构开始到达某些设计的极限。这个导致要处理大量的信息储存大于4GB会有困难，像是在数据库或是影片编辑上可以发现。

x86在64位时代成功延续

    Intel原本已经决定在64位的时代完全地舍弃x86兼容性，推出新的架构称为IA-64技术作为他的Itanium处理器产品线的基础。IA-64与x86的软件天生不兼容；它使用各种模拟形式来运行x86的软件，不过，以模拟方式来运行的效率十分低下，并且会影响其他程序的运行。

    AMD主动把32位x86（或称为IA-32）扩充为64位。它以一个称为 AMD 64 的架构出现（在重命名前也称为x86-64），且以这个技术为基础的第一个产品是单内核的 Opteron 和 Athlon 64处理器家族。

    由于 AMD 的64位处理器产品线首先进入市场，且微软也不愿意为 Intel 和 AMD 开发两套不同的64位操作系统，Intel 也被迫采纳 AMD 64指令集且增加某些新的扩充到他们自己的产品，命名为 EM64T 架构（显然他们不想承认这些指令集是来自它的主要对手），EM64T 后来被Intel正式更名为 Intel 64。

    这是由非 Intel 的制造商所发起和设计的第一次重大的x86架构升级。也许更重要的，它也是第一次 Intel实际上从外部来源接受这项本质的技术。这也意味着8086处理器的余威到今天仍在延续。

8086与i7-8086K，跨越时代的对比

    身为硬件发烧友，一定会对i7-8086K的各项参数比较熟悉。然而，40年前的8086处理器相比这款最新的科技结晶究竟有多大的差距呢？虽然我们明白差距一定很大，但仍不妨碍这是一个有趣的比较。

    Intel 8086处理器是 Intel 的16位微处理器，芯片上共有29000个晶体管。64位的处理器 Intel 酷睿 i7-8086K则集成了数十亿量级的晶体管数量，集成密度达到了40年前的十万倍。

    工艺上，8086采用了3微米（3000纳米）NMOS制程，i7-8086K则采用了14纳米的CMOS制程，精度提升了200多倍。8086的特征尺寸为3.2微米（3200纳米），是i7-8086K 8 纳米特征尺寸的400倍。8086的核心面积仅为33mm²，而i7-8086K的核心面积超过了100mm²，达到了151mm²。

    相比i7-8086K 5GHz的最高睿频，8086处理器的最高频率仅为5MHz（0.005GHz），是它40周年纪念产品的千分之一。使用MIPS（Million Instructions Per Second，单字长定点指令平均执行速度，每秒处理的百万级的机器语言指令数）比较两款处理器的运行性能，8086处理器的运算能力为0.33MIPS，相比之下i7-8086K的运算能力则超过 100,000MIPS，是它“祖师爷”的数十万倍。

    打造8086所需的晶片直径为4英寸，块头更大的i7-8086K则为12英寸。多年的技术进步理应带来电子消费品的价格降低，然而有趣的是，Intel 8086处理器的价格在当时为86美元，算上通货膨胀相当于今天的330美元，而i7-8086K限量版处理器的建议零售价则为425美元。

    从8086与i7-8086K在工艺及性能方面的比较，我们能够窥得芯片在人类最近40年的科技发展之中取得的巨大进步。技术进步的脚步并不会因为40周年的成就而停止，CPU还将进一步更新工艺与制程，为我们带来更为强大的性能。但无论如何，开创时代的8086处理器都一直会是科技史上无法磨灭的里程碑。

i7-8086K的获得渠道

    说了这么多，有很多消费者一定对 i7-8086K 这颗既强劲又十分有纪念意义的限量版处理器很感兴趣。我们怎样才能获得它呢？

    首先，对于全球限量50000颗的 i7-8086K，Intel 前期会送出 8086 颗 CPU，抽奖活动在太平洋标准时间 2018 年 6 月 7 日下午 5:00 开启，但参与活动仅开放 24 小时，因此现在抽奖活动已经结束。获奖者将通过入口网站上提供的电子邮件地址得到通知，这将不迟于抽奖活动结束后两周。领取时间因国家/地区而异，在Intel与获奖者确认领取细节后可能需要等待6到8周的时间。

    其次，美亚（Amazon）、新蛋（NewEgg）、百思买（Best Buy）等已经正式开卖了这颗限量纪念版处理器，价格424.99美元，约合人民币2728元。（美国亚马逊i7-8086K的购买链接>>）

    目前国内也正式上架了这款处理器，在天猫 Intel 官方旗舰店有售（购买链接>>），价格高达3999元。没有十足的 Intel 信仰的消费者可以选择海淘或者功能较多的淘宝。■

本文编辑：金旷宇

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