毫無疑問,,大多數(shù)人都熟悉英特爾和AMD,、高通(Qualcomm),、德州儀器(Texas Instruments),,甚至還有VIA——但還有另一家你們應(yīng)該熟悉的先驅(qū)芯片制造商,。在過去十年的大部分時間里,,Cyrix公司成功地將個人電腦以廉價的形式帶入了尋常百姓家,但它卻被其最好的產(chǎn)品以及無法無法運行一款流行游戲而倒閉,,迎來的是被一個更大的合作伙伴給收購了,。
20世紀(jì)90年代初對于桌面計算機行業(yè),特別是對于微處理器世界來說,,是一個奇怪的時代,。盡管在處理器領(lǐng)域競爭激烈,但看起來英特爾似乎仍是贏家,。彼時蘋果改用了IBM的PowerPC,,摩托羅拉的68K芯片正慢慢將Commodore的Amiga PC家族拖向死路,而Arm只是蘋果,、VLSI技術(shù)和Acorn計算機公司所點燃的小火焰,,而當(dāng)時Acorn計算機公司幾乎完全專注于為聲名狼藉的Newton開發(fā)合適的處理器。
大約在同一時間,,AMD率先邁出了第一步,,擺脫了被認(rèn)為是第二供應(yīng)商的負(fù)面光環(huán)。在克隆了幾代英特爾CPU之后,,AMD推出了自己的架構(gòu),,到90年代末,該體系在價格和性能方面得到了很好的認(rèn)可,。
這種成功至少可以部分歸功于Cyrix,,這家公司原本有機會占領(lǐng)家用PC市場,將英特爾和AMD踢出局,,但遺憾的是,,Cyrix卻未能成功并迅速消失在一眾科技公司當(dāng)中。
見微知著
Cyrix由Jerry Rogers和Tom Brightman于1988年成立,,最初是為286和386處理器提供高速x87數(shù)學(xué)協(xié)處理器的制造商,。他們從德州儀器出來的優(yōu)秀人才,而且他們有著巨大的雄心要與Intel對抗,,并意圖在自己的賽道中擊敗intel,。
羅杰斯開始積極尋找美國最優(yōu)秀的工程師,然而后來成為了一個聲名狼藉,、作風(fēng)強硬的領(lǐng)導(dǎo)者,,領(lǐng)導(dǎo)著一個由30人組成的團隊,,承擔(dān)著不可能完成的任務(wù)。
最開始,,該公司的首批數(shù)學(xué)協(xié)處理器的性能優(yōu)于英特爾同類產(chǎn)品約50%,,價格也更低。這使得AMD 386 CPU和Cyrix FastMath協(xié)同處理器的搭配成為可能,,并以較低的價格獲得類似486的性能,,這引起了業(yè)界的關(guān)注,并鼓勵Rogers邁出下一步,,進入CPU市場,。
1992年,Cyrix推出了首批CPU,,即486SLC和486DLC,,旨在與Intel的486SX和486DX競爭。它們還與386SX和386DX引腳兼容,,這意味著它們可以用作舊386主板的嵌入式升級,,并且制造商還使用它們來銷售廉價筆記本電腦。
兩種產(chǎn)品的性能都比Intel 486 CPU稍差,,但性能卻比386 CPU好得多,。Cyrix 486 DLC無法與Intel 486SX時鐘節(jié)奏競爭,但是它是一個全32位芯片,,具有1KB的L1緩存,,而且成本要低得多。
在那個時候,,發(fā)燒友們喜歡這樣一個事實,他們可以使用486DLC運行在33 Mhz,,以達到與英特爾486SX運行在25 Mhz的性能相當(dāng)?shù)男阅?。但這并不是說它并不是沒有問題,因為它可能會導(dǎo)致一些老的主板穩(wěn)定性問題,,因為這些主板沒有額外的緩存控制線或CPU寄存器控制來啟用或禁用板上緩存,。
Cyrix還開發(fā)了一種名為Cx486DRu2的“直接替代”新版本,隨后在1994年發(fā)布了一個名為Cx486DRx2的“時鐘倍增”版本,,該版本將緩存同步電路集成到CPU本身,。
然而,那時英特爾已經(jīng)發(fā)布了它的第一款Pentium處理器,,486DX2的價格開始下降,,Cyrix逐漸失去了其吸引力,因為升級到486主板比為舊的386主板購買Cyrix升級處理器更便宜,。當(dāng)“時鐘翻了三倍”的486DX4在1995年問世時,,它太小了,也太晚了。
宏基和康柏(Compaq)等大型個人電腦制造商并不看好Cyrix的486 CPU,,而是選擇了AMD的486處理器,。但這并沒有阻止英特爾花費數(shù)年時間指控Cx486侵犯了它的專利,卻從未贏得過一場官司,。
Cyrix和英特爾最終達成庭外和解,,英特爾同意Cyrix有權(quán)在持有英特爾交叉許可的工廠生產(chǎn)自己的x86設(shè)計,如德州儀器,、IBM和SGS Thomson(后來的意法半導(dǎo)體),。
永遠(yuǎn)不要重復(fù)兩次相同的把戲…除非您是Cyrix
1993年,英特爾推出了基于P5微架構(gòu)的原始Pentium處理器,,并最終以市場友好的名字聞名,。但更重要的是,它提高了性能的門檻,,從而開創(chuàng)了個人計算的新時代,。
超標(biāo)量架構(gòu)允許它能每個時鐘完成兩個指令,一個64位外部數(shù)據(jù)總線使每個內(nèi)存訪問都可以讀取和寫入更多數(shù)據(jù),,更快的浮點單元能夠達到486 FPU吞吐量的15倍,。還有其他一些優(yōu)點。
Cyrix再次面臨著挑戰(zhàn),,即在該型號尚未準(zhǔn)備好出貨之前,,無法再次為新的Intel Pentium CPU的Socket 3主板創(chuàng)造一個中間地帶。中間點是Cyrix 5x86,,它在75 MHz時具有Pentium和AMD K5等第五代處理器的許多功能,。
帶有散熱器的Cyrix 5x86 CPU。圖源:NostalgiaNerd
該公司甚至制造了100 MHz和133 MHz的版本,,但是他們并沒有真正擁有宣傳中提到的所有增強性能的特性,,因為如果啟用它們會導(dǎo)致不穩(wěn)定,而且超頻潛力有限,。所有這些產(chǎn)品都是短命的,,六個月后Cyrix決定停止銷售它們,并轉(zhuǎn)向其他處理器設(shè)計,。
通過雷神之錘的Cyrix
1996年,,Cyrix推出了6x86(M1)處理器,該處理器有望在性能良好的Socket 5和Socket 7主板上再次取代舊式Intel CPU,。但這不僅是預(yù)算系統(tǒng)的升級途徑,,實際上還使CPU設(shè)計有些奇跡,這在當(dāng)時被認(rèn)為是不可能的-它結(jié)合了RISC核心和CISC的許多設(shè)計方面,。同時,,它繼續(xù)使用本地x86執(zhí)行和普通微代碼,,而英特爾的Pentium Pro和AMD K5則依賴于動態(tài)轉(zhuǎn)換為微操作。
Cyrix 6x86與Intel P54C引腳兼容,,并且具有六種變體以及令人困惑的命名方案,,這些命名方案應(yīng)該指示預(yù)期的性能水平,但不是時鐘速度的實際指標(biāo),。例如,,6x86 PR166 +僅在133 MHz上運行,并且被推銷為與在166 MHz上運行的Pentium相同或更好,,這是AMD以后會采用的策略,。
盡管如此,問題在于6x86實際上將自己標(biāo)識為486 CPU,,因為它不支持完整的Intel P5指令集,。這將很快成為一個嚴(yán)重的問題,因為大多數(shù)應(yīng)用程序開發(fā)都在緩慢地遷移到P5 pentium特定的優(yōu)化,,以利用新的指令壓縮更多的性能,。Cyrix最終通過6x86MX和6x86MII改進了與Pentium和Pentium Pro的兼容性。
6x86的一個巨大賣點是它的整數(shù)性能明顯優(yōu)于Pentium的,,這在大多數(shù)應(yīng)用程序和游戲都依賴整數(shù)運算的時候是一個很好的優(yōu)勢,。有一陣子,Cyrix甚至試圖為增加的性能收取額外費用,,但不久之后該策略就失敗了,。
Cyrix 6x86MX CPU裸片圖
結(jié)果顯示,6x86的FPU(浮點單元)只是Cyrix的80387協(xié)處理器的一個輕微修改版本,,因此,,與英特爾的Pentium 和Pentium Pro集成的新FPU設(shè)計相比,速度要慢得多,。
公平地說,,它仍然比Intel 80486 FPU快2到4倍,而Cyrix 6x86在整體性能上超過了Intel的產(chǎn)品,。但是,當(dāng)許多軟件開發(fā)者,,尤其是那些制作3D游戲的開發(fā)者,,看到Pentium越來越受歡迎,并選擇圍繞P5 FPU的優(yōu)勢用匯編語言優(yōu)化他們的代碼時,,整個平衡就崩潰了,。
當(dāng)id Software在1996年發(fā)布Quake時,使用6x86處理器的游戲玩家發(fā)現(xiàn)他們得到的標(biāo)準(zhǔn)幀速率最多只能達到每秒15幀,,無法播放,,除非他們想將分辨率降低到320 x 200,。只有最高端的Cyrix 6x86MX PR2 / 200 CPU才能獲得每秒29.7幀的可播放性。但是使用英特爾系統(tǒng)的游戲玩家即使以640 x 480的可玩幀速率運行游戲也沒有問題,。
John Carmack發(fā)現(xiàn),,他可以在Pentium芯片上重疊整型和浮點型操作,因為除了指令加載之外,,P5核的所有操作都使用不同的部分,。這種技術(shù)在Cyrix內(nèi)核上不起作用,暴露了其FPU的弱點,。當(dāng)時的評測人員發(fā)現(xiàn),,在所有其他基準(zhǔn)測試或性能測試中,6x86 CPU將比Pentium高出30%到40%,。
早在90年代中期,,沒有人知道計算的確切方向,Cyrix認(rèn)為最好優(yōu)先考慮整數(shù)性能,,所以它生產(chǎn)了一個沒有指令流水線的處理器,,這一特性將成為任何處理器的基本部分。指令流水線是一種技術(shù),,用于將任務(wù)劃分為一組較小的操作,,然后由處理器的不同部分以更高效的方式同時執(zhí)行。奔騰處理器的FPU是流水線操作的,,這使得浮點運算處理地震圖形的延遲非常低,。
這個問題本身很容易解決,軟件開發(fā)者已經(jīng)為他們的應(yīng)用程序和游戲發(fā)布了補丁,。但是id軟件花了太多時間圍繞P5微架構(gòu)設(shè)計Quake,,從來沒有提供過這樣的修復(fù)。AMD的K5和K6 cpu的表現(xiàn)略好于Cyrix,,但在《雷神之震》(Quake)上,,它們?nèi)匀徊蝗缬⑻貭柕漠a(chǎn)品?!独咨裰稹肥且豢罘浅J軞g迎的游戲,,也是新一代3D游戲中的旗艦。
這使得Cyrix CPU在性能上的差距變得非??量?,公司在許多狂熱者眼中幾乎失去了信譽。由于該公司無法與大型PCOEM簽訂合同,,當(dāng)Cyrix激烈的客戶基礎(chǔ)群由這些狂熱者組成時,,這是一個特別沉重的打擊。
更糟糕的是,,Cyrix是一家無晶圓廠芯片制造商,,其依靠第三方來制造其處理器,,而這些公司將最先進的產(chǎn)品線用于自己的產(chǎn)品。結(jié)果,,Cyrix處理器在600 nm工藝節(jié)點上制造,,而Intel的處理器在300 nm上制造。
效率大受影響,,這也是為什么Cyrix CPU會變得非常熱的原因——熱到發(fā)燒友們都在設(shè)計熱板,,把它們作為加熱元件。它們對低質(zhì)量的電源過于敏感,,超頻的潛力也很有限,,但這并沒有阻止像本文作者這樣的人(他的第二臺PC內(nèi)部有Cyrix 6x86-P166+ CPU)一點點地推動它們,并慢慢地導(dǎo)致它們滅亡,。
英特爾CPU霸權(quán)的第一個真正競爭對手的陷落
到1997年,,Cyrix竭盡全力與Compaq和HP等公司建立合作伙伴關(guān)系,因為將其CPU集成到系統(tǒng)中將產(chǎn)生穩(wěn)定的收入來源,。它還試圖起訴英特爾侵犯其在電源管理和注冊重命名技術(shù)方面的專利,,但此事很快就通過相互交叉許可協(xié)議得以解決,以便兩家公司可以繼續(xù)專注于生產(chǎn)更好的CPU,。
著名的美國國家半導(dǎo)體廣告
這場訴訟給一家已經(jīng)資金短缺的公司造成了損失,。面對破產(chǎn)的前景,Cyrix同意合并為美國國家半導(dǎo)體,。這真是一件幸事,,因為它最終將可以使用適當(dāng)?shù)闹圃旃S和強大的營銷團隊,能夠獲得大量訂單,。IBM的制造協(xié)議擱置了一段時間,,但Cyrix最終將所有生產(chǎn)移至美國國家半導(dǎo)體。
然而事實證明,,這一收購將封殺Cyrix的命運,。美國國家半導(dǎo)體對制造高性能PC部件不感興趣,而是希望使用低功耗SoC(片上系統(tǒng)),。
果不其然,,Cyrix推出了廣受討厭的5x86 MediaGX,該芯片集成了音頻,,視頻和內(nèi)存控制器等功能,,并具有以120或133 MHz運行的5x86內(nèi)核。它的性能低下,,但是它說服了康柏在其低端Presario計算機中使用它,。這激發(fā)了其他OEM對6x86 CPU的需求,,其中以Packard Bell和eMachines為例,。
重心的轉(zhuǎn)移并沒有阻止Cyrix嘗試生產(chǎn)更多高性能的CPU,,但它卻帶來了希望和其他目標(biāo)。美國國家半導(dǎo)體最終將Cyrix出售給臺灣芯片組制造商VIA Technologies,,但到那時關(guān)鍵人物已經(jīng)離開,,而MII CPU成為一個沒有價值的部分,沒有找到買家,。
Cyrix的最后一個設(shè)計是MII-433GP,,它運行在300mhz的環(huán)境中,由于這個不幸的命名方案,,它最終與運行在433 MHz的處理器進行了比較,,后者的性能要好得多。
AMD和英特爾正忙著奔向1 GHz甚至更高的帶寬,,而Arm要想在臺式機和服務(wù)器市場上挑戰(zhàn)這兩大巨頭還需要20年的時間——更不用說完全主宰移動計算市場了,。
VIA用Cyrix的名字來取代Centaur的品牌,這是它在最后一顆毒牙,,因為它的處理器實際上使用的是IDT設(shè)計的WinChip3內(nèi)核,。國家半導(dǎo)體公司繼續(xù)銷售MediaGX好幾年,直到2003年將其更名為Geode,,并將其設(shè)計賣給了AMD,。三年后,AMD展示了世界上功率最低的x86兼容CPU,,只需要0.9瓦的功率,,并基于Geode核心,這被認(rèn)為是對Cyrix設(shè)計團隊獨創(chuàng)性的證明,。
為什么Cyrix的遺產(chǎn)很重要
無論您是否擁有配備Cyrix CPU的PC,,盡管在其生存的十年中對PC行業(yè)的影響相對較小,但該公司的歷史和教訓(xùn)仍值得我們銘記,。Cyrix的失敗證明,,與提高原始時鐘速度相比,改進每時鐘指令對處理器制造商而言是更有成效的努力,。
直到今天,,英特爾和AMD都試圖將每一代的標(biāo)稱時鐘速度提高,但在3 GHz里程碑之后,,大多數(shù)真正的改進都來自對各自微體系結(jié)構(gòu)的核心部分的重新思考,。當(dāng)前最著名的例子是AMD的Zen升級,在不到四年的時間里,,單線程性能提高了68%,。
Cyrix能夠幸免于難,并克服了英特爾的許多法律(從廣義上講是財務(wù)上的)壓力,,英特爾對1990年代存在的CPU空間中的幾乎每個人都提出了起訴,。它兩次表明,,訴訟不利于健康的市場,而交叉許可交易導(dǎo)致不同公司的工程工作之間存在許多交叉,,這可以證明是有益的,。不幸的是,AMD和英特爾在x86上的交叉許可協(xié)議使第三者無法進入這一市場,,而唯一仍在試圖打破這一雙寡頭的公司是中國的上海兆芯,。
在Cyrix還輝煌之時,它也是一家無晶圓廠的公司,。如今,,這已成為大多數(shù)硅谷巨頭的標(biāo)準(zhǔn)做法,包括AMD,、高通,、博通、英偉達,、蘋果,、Marvell、紫光中國(Unigroup China)和海思(HiSilicon)等,,這些公司都依賴其他公司來生產(chǎn)芯片,。
在與國家半導(dǎo)體公司合并之前,公司的營銷策略從來都不是很好,。2000年代,,AMD的Athlon和Sempron處理器也犯了同樣的錯誤。這些處理器被標(biāo)記為比Intel處理器更快,,但在較低的時鐘速度下運行,,但這在基準(zhǔn)測試或?qū)嶋H性能測試中并不總是能很好地轉(zhuǎn)換。AMD放棄了這一方案,,但可以說,,事情到今天仍然有點混亂。
如今,,除了在回收業(yè)務(wù)和發(fā)燒友的老式計算機產(chǎn)品之外,,您不太可能會找到Cyrix處理器。網(wǎng)上有證據(jù)表明,,基于Cyrix的臺式機至少要到2010年才投入使用,,這意味著在該公司實質(zhì)上已溶入VIA Technology的產(chǎn)品之后,它們還存在了10年,。VIA的兆信arm不太可能仍然使用最初Cyrix設(shè)計中的任何東西,,但是只有時間才能證明他們是否吸取了教訓(xùn)以紀(jì)念Cyrix的遺產(chǎn)。