矽穀傳奇——改變世界的微處理器

艱難的成長

英特爾4004麵世時成本不到100美元，英特爾當年的首席執行官戈登·摩爾稱這款CPU是人類曆史上最具革命性的產品之一。但其他人並沒有同感。當時供職於DEC公司的處理器分析師納薩恩·布魯克伍德(Nathan Brookwood)表示：“這款CPU的概念的確有趣，但人們當時沒有認識到它能夠產生如此重大的影響。”事實上，很多人幾年之後仍然沒有掌握這款CPU的概念和意義。總而言之，英特爾4004是一場偶然的革命。

盡管CPU給英特爾帶來了輝煌的未來，但直到1985年，它的286已在數百萬台電腦中得到應用時，英特爾才決定將主營業務轉向CPU。有意思的是，日本企業在這一過程中又發揮了“重要”的作用——他們當時正以低價策略在存儲器業務上挑戰英特爾等美國同行，不斷下滑的存儲器利潤和CPU的美好前景促使摩爾和格魯夫做出了這個艱難的決定，不過，現在來看，這個決定非常明智。

在推廣CPU的過程中，有一個故事很有趣，那就是直接麵向最終消費者宣傳CPU的作用和價值。這個故事發生在80年代中期386問世時，當時的PC製造商們不願意換用這款CPU來更新產品，於是英特爾打出了有名的“紅叉”廣告，它在286三個數字上打了一個大大的紅叉，並在旁邊的386三個數字下附上廣告語——現在，你可以在286係統的價位上獲得386係統的性能(Now, Get 386 system performance at 286 system price )。這個廣告讓消費者對於386的興趣大增，使其從此熱銷。後來，在1991年，英特爾開始了“Intel Inside”品牌推廣計劃，正是這個計劃，改變了人們對於PC的認識，開始關注它所采用的CPU。如果沒有這些廣告，或許今天人們在購買PC時，仍不會對它們內部的構造和組件提出要求。

在CPU、以及PC 的發明、技術革新和市場推廣上，英特爾起到了最重要的作用。除霍夫外，諾伊斯、摩爾、格魯夫對此也功不可沒。諾伊斯是霍夫發明4004時最堅定的支持者，他也是集成電路的發明人，集成電路技術是CPU以及所有芯片的基礎工藝；摩爾提出的摩爾定律，是多年來所有半導體企業在產品創新方麵尊奉的鐵律，英特爾的CPU產品，一直在嚴格按照摩爾定律進行技術革新；偏執狂格魯夫，最初沒有認識到CPU的價值，但後來他和摩爾一起，將英特爾從一家存儲器製造商成功地轉型為CPU產業的龍頭和全球最大的半導體製造商。

直到1980年代結束時，英特爾的主要競爭對手是Zilog，這家公司的創始人是英特爾早期的員工，霍夫開發4004的同事——費金，這位參與了4004、8008、8080開發工作的英特爾前員工自立門戶後推出了有名的Ｚ80與英特爾的8080競爭。早在 1974年，英特爾的競爭對手就投放了18種同類產品與英特爾競爭。不過，憑借強勁的技術實力，英特爾的CPU一直是業界最受歡迎的產品。

英特爾在CPU領域麵對的第一個真正強大的對手是摩托羅拉。摩托羅拉於1975年推出了M6800，此後直到80年代中期，它和英特爾都處於競爭狀態，英特爾的80x86係列和摩托羅拉的680x0係列是那時市場上最具競爭力的產品。由於摩托羅拉對於市場的應變能力不足，很快敗給了敢於冒險和以創新為生命的英特爾。

令人意想不到的是，早期英特爾與AMD不但不是競爭對手，還是AMD的生意夥伴。AMD的創造人傑瑞·桑德斯(Jerry Sanders)與英特爾創始人諾伊斯是好朋友，桑德斯早年是摩托羅拉的銷售明星，後來被創辦了著名半導體公司——仙童的諾伊斯挖走，成為仙童的銷售負責人。仙童沒落後，諾伊斯和摩爾創立了英特爾，桑德斯成立了AMD。因為桑德斯不是諾伊斯和摩爾那樣的知名科學家，很難吸引到投資。他說：“諾伊斯總是說英特爾隻花了5分鍾就籌集了500萬美元，而我花了500萬分鍾隻籌集了5萬美元”。諾伊斯後來憑借個人信用為AMD的商業計劃擔保，才解了桑德斯的燃眉之急。很多業內人士看來，諾伊斯此舉意義非凡，因為英特爾和AMD這兩家當今CPU霸主，都是在諾伊斯的幫助下成長起來的。

AMD 成立後，沒像英特爾那樣成為行業技術創新的領導者，而是定位於憑借出色的產品質量成為各種半導體產品的第二供應商。早期它與英特爾惟一一次衝突是英特爾起訴它侵犯了自己EPROM的專利技術，這場官司在桑德斯的努力下化險為夷，AMD借此機會成為了英特爾的第二供應商和戰略合作夥伴。後來在英特爾爭取IBM支持時，它在IBM的要求下將其CPU的關鍵技術，如x86技術授權給了AMD，這無形中成就了AMD今天的事業、也為英特爾目前的主要競爭對手埋下了伏筆。

最初，霍夫和英特爾都沒有預測到CPU的重要性。當時英特爾對8086並沒有一個明確的市場定位，隻想盡可能多地促銷。IBM 隻是其客戶之一。1981年，IBM 為了盡快地搞出PC ，使用了8086，英特爾因此一舉成名。1982年，英特爾出品了和8086完全兼容的第二代PC 處理器80286，用在了IBM-PC上。1985年康柏(Compaq)造出了世界上第一台IBM-PC兼容機，IBM-PC兼容機一下子就在全世界冒了出來。盡管這些兼容機的其他硬件不相同，但是為了和IBM-PC兼容，CPU都得是英特爾的。於是，英特爾就成了CPU的最主要生產廠家了。

雖然英特爾站到了信息革命的前沿，英特爾還得有能力來領導CPU的研發。當時，世界上最大的三家半導體公司在日本，PC裏日本芯片占60％。當時，日本股市的總市值占全世界的一半，日本東京的房地產總值相當於半個美國的房市總值。但是，日本的半導體工業集中在技術含量低的芯片上，如內存等，而最高端的芯片工業，如CPU和通信數字信號處理器全在美國。1980年代，英特爾果斷地放棄了內存業務，隻做處理器。1985年，英特爾繼摩托羅拉後，第二個研製出32位的CPU 80386，開始擴大它在半導體工業的市場份額。該芯片的研製費用超過3億美元，這是一場豪賭。但英特爾靠80386成了IBM-PC的絕對霸主。

1989年，英特爾推出了從80486，它隻是在80386上加一個浮點處理器80387以及緩存(Cache)。 靠80486的銷售，英特爾超過了所有的日本半導體公司，成為半導體行業龍頭老大。1993年，英特爾公司推出奔騰(Pentium)處理器。從奔騰起，英特爾公司不再以數字命名它的產品了，但是在工業界和學術界，大家仍然習慣性地把英特爾的處理器稱為ｘ86係列。pen就是5，tium是元素的結尾。奔騰使英特爾進入了高性能CPU的市場。由於奔騰的速度已經達到工作站CPU的水平，高端微機從那時起，開始取代低性能的工作站。如今，即使是最早生產工作站的SUN(SUN Microsystem)和世界上最大的計算機公司IBM，及以前從不使用英特爾CPU的蘋果公司，都開始在自己的計算機中使用英特爾的或者和英特爾兼容的CPU了。英特爾壟斷了計算機的CPU市場。

英特爾真正的競爭對手其實隻有1980年代的摩托羅拉一家。英特爾的崛起是靠擊敗老牌半導體公司摩托羅拉實現的。摩托羅拉成立於1928年，是二戰期間美軍無線通信設備供應商。從1960年代起，它在通信和集成電路方麵領先於世界。摩托羅拉比英特爾早兩年就推出了在運算性能上優於8086五倍的16位CPU68000。68000這個名字是因為它集成了68000個晶體管而來的。而8086的晶體管數目不到3萬。當時，惠普、SUN和阿波羅工作站都采用摩托羅拉的CPU。在英特爾搞出80286的1982年，摩托羅拉推出了在性能上優於80286的68010，是當時主要工作站的CPU。傳說英特爾第二代CPU本來應該命名為80186，但是英特爾將這個產品編號給了一個不重要的輸入輸出芯片，而將它的CPU的產品編號跳到了80286，這就讓不懂技術的人以為英特爾的CPU高出摩托羅拉一代。在32位CPU的較量中，摩托羅拉在技術上和推出的時間上都占了上風，它接下來的68020也優於英特爾的80386，除了被用於主要的工作站上，68020也是蘋果麥金托什的CPU。

英特爾很幸運，由於IBM-PC兼容機的普及，技術上相對落後的英特爾占了更多的市場份額。雖然，摩托羅拉後來又推出了對應於英特爾80486的68030，但此時各個工作站公司都開始研發基於指令集RISC的CPU了，摩托羅拉隻有蘋果一個用戶，這使它很難和英特爾競爭。幾年後，摩托羅開始研發基於RISC指令集的powerPC了。10年後，蘋果也使用英特爾CPU了，摩托羅拉徹底退出了CPU市場。

摩托羅拉沒有敗在技術和資金上，1980年代前，摩托羅拉在資金、技術上明顯優於英特爾。在很長時間裏，它的CPU的性能優於英特爾的同類產品。摩托羅拉之敗，主要是英特爾有微軟這個未簽約的同盟軍。但摩托羅拉在商業、管理和市場各方麵有很多失誤。如果摩托羅拉經營得當，它應該是工作站和蘋果的RISC指令集CPU的主要供應商。

指令集之爭

英特爾在微軟的幫助下，占領了CPU市場。接下來的十年裏，英特爾又在技術上和全世界所有的CPU生產廠家進行了一場競爭。

CPU根據指令集合的特性，分為複雜指令(CISC)和簡單指令(RISC)兩種。一個計算機的程序最終要變成一係列指令才能在CPU上運行。每個CPU的指令集不相同。在設計時，有些CPU盡可能地實現功能齊全的指令，早期IBM和DEC的計算機和今天的英特爾/AMD的CPU就是這樣的。CISC－CPU的好處是它可以實現複雜的指令，但它有三個問題：設計複雜；指令的執行時間不同，CPU內各部分無法流水作業，CPU會出現不必要的等待；高功耗。1980年代的計算機科學家提出了精簡指令集的設計思想，代表人物是斯坦福大學校長翰尼斯(John Hennessy)教授和加大伯克利分校著名的計算機教授彼特森(David Patterson)。RISC係統隻保留很少的常用指令再將複雜的指令用幾條簡單的指令代替。RISC 設計思想是計算機史上的一次革命， CPU的設計因此大為簡化，RISC使每條指令執行時間相同，於是CPU 內各部分可以有效地流水作業，計算速度因此大大加快。

盡管RISC和CISC各有千秋，但學術界幾乎一邊倒地認為CISC已經過時，RISC先進。而美國各大學計算機原理和計算機係統結構兩門課都用翰尼斯和彼特森合寫的教科書。很長時間裏，書中以翰尼斯設計的 MIPS 精簡指令芯片為主。同時，IEEE　和ACM係統結構的論文也以精簡指令為主。英特爾設計8086時還沒有RISC 指令集，否則英特爾很可能會采用這一技術。英特爾一旦用上了CISC，為了和8086完全兼容，在以後的80286和80386中就必須繼續使用CISC。1980年代中後期，不少的RISC－CPU做出來了，它們的速度比當時的CISC－CPU快得多。

1980年代末，英特爾推出了基於RISC 的80860，但並不成功，用戶對CPU的兼容性要求遠高於其性能。80960之後，英特爾停止了RISC係統的開發，專注於CISC-CPU。1990年代，工業界隻有英特爾在開發CISC係統，對抗著整個CPU產業。

英特爾在奔騰及以後的處理器設計上吸取了RISC的長處，使得CPU內部流水線的效率提高很多。英特爾每一款CPU的銷量都超過了當時所有的工作站CPU銷量的總和，它可以在CPU的開發上投入比任何一種RISC－CPU多的多的經費和人力。英特爾通過高強度的投入，保證了它CPU性能提高得比RISC－CPU要快。RISC－CPU 陣營裏，1990年代的五家大工作站廠家SUN、SGI、IBM、DEC和HP各自為戰，生產自己的 RISC－CPU，加上摩托羅拉為蘋果生產的 PowerPC，六家瓜分一個市場，最後誰也沒做大、沒做好。到了2000年，大家都做不下去了，它們全部或部分地采用英特爾的CPU了。最早的精簡指令的MIPS-CPU 現在幾乎沒有人用了。翰尼斯和彼特森也將英特爾的CPU加進了自己編的教科書中。

CISC vs RISC

經過十年努力，英特爾贏得了CISC－CPU市場。首先，英特爾堅持自己產品的兼容性，即保證以往的軟件能在新的CPU上運行。時間一長，用戶就積累了很多在英特爾CPU上運行的軟件。每次CPU升級，用戶原來的軟件都能使用。用戶就不願意更換其它廠家的CPU了，即使那些CPU更快。其它CPU廠家每過幾年就另起爐灶，使用戶要重寫以前的軟件。第二，英特爾利用量產的優勢，大量投入研發，使CISC－CPU代代更新。到了1990年代初，英特爾的x86係列和RISC-CPU相比在實數運算上要略遜一籌。但經過英特爾十幾年來的不懈地努力，後來居上，而其它廠商落在了後麵。第三，英特爾從未拒絕新技術，它研製出兩個不錯的RISC-CPU，隻是因為它們前途不好，才停掉了它們。第四，在RISC－CPU陣營中，群龍無首，這幾家做RISC－CPU的公司因為彼此在工作站方麵是競爭對手，自各自為戰，互相拆台打價格戰，最後SUN 和IBM把其他幾家工作站公司全收拾了，但它們也無力和英特爾競爭了，現在它們都用上了英特爾的CISC-CPU。隻有摩托羅拉才是最有可能成為RISC-CPU 的老大，並和英特爾分庭抗禮的公司，但是摩托羅拉因為種種原因，遲遲未能進入RISC－CPU的市場，最後成全了英特爾在CPU市場上的地位。

個人電腦之爭

PC製造商之間的競爭也極為激烈。1985年，由德州儀器前員工在德州休斯頓創立的生產IBM-PC兼容機的PC製造商康柏(Compaq)後來居上，取代了IBM的地位。當英特爾最新產品80386問世後，IBM竟然一直沒有購買。IBM是英特爾CPU的最大用戶，IBM不買80386對英特爾來說事關生死存亡。IBM遲遲不買80386讓英特爾著實摸不著頭腦。此時，IBM-PC之父艾斯特利奇已被調離PC部門。但不管是誰掌管IBM的PC部門，也是要開發新機型的。

後來，英特爾才知道原因：那是因為IBM不相信英特爾能很快推出質量過關的CPU。因為IBM的技術人員在開發PC時發現80286有很多問題。他們認為英特爾能解決這些問題就不錯了，英特爾不會有時間和精力設計出性能更好、質量更高的CPU來。所以，IBM對80386持觀望態度。還有IBM的大型機都是32位的，80386也是32位的，這樣的話會對其大型機形成競爭局麵。因此，IBM的高層對於80386並不感冒。IBM的老大心理也在起作用，他們認為IBM掌握著PC的標準，其他公司不敢貿然先用80386開發新機型。但是，IBM想錯了。康柏在80386推出後不久，迅速地在1986年9月推出了康柏自己的以80386為基礎的PC。康柏對80386寄予了厚望，認為它將引領新一代PC的潮流。康柏與英特爾進行了密切的合作，80386的規格一出，康柏就開始了386PC的設計工作。因此，在80386CPU上市不久，康柏就推出了基於80386CPU的386PC。康柏獲得了巨大的利潤，康柏因此成了PC業的領頭羊。1986年底，康柏進入了《財富》雜誌世界五百強企業之列。改寫了蘋果公司以五年時間躋身世界五百強的記錄。此後，其他的IBM-PC兼容機的生產廠商紛紛跟進，生產以80386為基礎的386PC。1987年初，80386的需求大增，英特爾再次在半導體行業領先。

康柏此舉在當時及計算機發展史上意義重大。當時IBM控製著PC的市場和技術標準。康柏敢於率先用英特爾的新型芯片設計新型PC，實在是大膽之極。人們認為IBM隻要采取一些措施就能把康柏的新型PC擠出市場。但是，康柏的運氣奇佳，IBM未能迅速做出反應，實際上IBM根本做不出反應，因為在康柏推出386PC時，IBM甚至連一個80386CPU都沒有。IBM太自大了，一年後才做出了反應。此時康柏的386PC早已在市場上站穩了腳跟。康柏此舉，打破了IBM在PC行業裏的統治局麵，從此，IBM不再是PC行業的老大了。IBM成為眾多PC廠商的普通一員。PC的發展從此後就不再以IBM為主宰來帶動了，轉而由CPU生產廠商英特爾和操作係統開發商微軟兩家來決定。此後，人們稱PC為英特爾－微軟體係(Win-tel)。

80386的成功得益於芯片開發的全盤規劃。在芯片推出之前，英特爾就對整個開發計劃進行了周密的部署。不僅考慮到了設計、製造等技術問題，還充分考慮到了如何與外圍芯片的配合，甚至考慮到了如何使軟件能更好地運行。英特爾還考慮到了市場、銷售、和推廣應用等一係列問題。英特爾為此實施了專案經理製，專案經理協調、管理、解決了新芯片開發的所有問題，大大加快了芯片的開發速度，80386因此比原計劃更早地推向了市場。

在80386的行銷和推廣應用上，英特爾做了重大調整。英特爾不再采用第二供應商的做法，不再向任何公司提供生產許可證，英特爾要獨占80386市場。英特爾當時清楚地認識了80386在結構上的優越性。它可以支持幾代CPU的升級。獨占了市場的英特爾，80386的售價從80286的40美元上漲到了150美元，還是供不應求。

由於80386的成功，英特爾獲得了高額利潤。1987年4月，英特爾從1986年虧損1.73億美元，變成了盈利2500萬美元，銷售額達4億美元。到了1987底，英特爾的銷售額達19億美元。1988年，英特爾的銷售額達29億美元。到了1990年代，英特爾的CPU市場占有率已超出了80％，成了CPU市場的龍頭老大，從此，英特爾與微軟一起控製了PC的發展進程。

閱讀與探究曆史是很多人的習慣。大多數人都無法忍受對自己從事的事業和喜好的事物的緣由一無所知。於是，人們想盡辦法去探究那些事業是在何時何地由誰所創、因何而生、及其發展沿革。這也是我寫這本書的緣由。然而在本書的寫作過程當中，我驚訝地發現了一些全新的的東西，它不同於我以往的閱讀感受。大家清楚地知道，20世紀是人類史上最為血腥殘暴的歲月。很多民族在上個世代所遭逢的苦難，都是空前的,史無前例的，尤其是中國人。但是，當我沉浸在21世紀的計算機網絡中時，我會感受到一種令人喜悅的、源於內心的、超越種族、國界、價值觀、超越既有疆界藩籬的共享自由和共享文明。和以往世代裏,人們將戰爭、征服、殖民視作為文明象征的人相比，今天，由計算機網絡帶來的文明非常寶貴。盡管這一文明僅僅是一顆剛剛播下的種子。但我相信，這一由高科技播下的新文明的種子，將會有更大的收獲，將會產生一種全新的、和諧的人際關係及網際關係，將會產生一種全新的生活方式和價值觀。以往世代中，人類彼此掠奪的行為，將會在未來社會中絕跡，共享自由、共享文明將會成為人類整體奉行的道德公理。過去的曆史曾經告訴我們正義、公理、與理想的勝利，不過是曇花一現。但是，在21世紀的最初幾年裏，在計算機網民們的努力下。這一嶄新的共享自由、共享文明的種子，已經展現出令人驚歎的前景了。這一切一定能創造出一個嶄新的未來。