AMD Zen 成功背後不為人知的故事

自從 2017 年 AMD 準時推出「技術規格看起來稍微正常點」的 Zen 微架構 CPU 後,總算脫身逃離了 2011 年以來推土機(Bulldozer)家族「4 年走音工地秀」的泥沼,回到跟英特爾正面對決互毆的擂台,而 2019 年 7 奈米製程的 Zen 2,在 2015 年後就擠牙膏擠到青黃不接的當下,更讓 AMD「稍微」重現了十多年前 K8 時代的輝煌。這些各位讀者都很熟悉的故事,就無需浪費篇幅錦上添花──即使背後充滿看不見的波濤。
AMD Zen 成功背後不為人知的故事

AMD Zen 成功背後不為人知的故事

AMD Zen 成功背後不為人知的故事

俗語說得好,失敗為成功之母,任何成功都建立在一路累積的基礎上,AMD 亦不能免俗,讓 Zen 成功的一切條件,無不是奠基於過往的遺產與教訓。我們就由遠到近,一步步抽絲剝繭,重新踏上這條 AMD 走了 25 年的漫漫長路。

Zen 才是真正的 K10

AMD CPU 代號的 K 源自「(Intel Pentium)Killer」,眾人皆知的 AMD 高效能 x86 CPU 演進如下(不包含小核心 Bobcat 體系):

K5(1996):由超純量(Superscalar)架構大師 Mike Johnson 親自操刀的「Pentium Killer」,但英特爾並未開誠布公的公開 Pentium 新增指令細節,為了確保與 100% 跟 Pentium 相容,逆向工程搞了很久,上市日期一再延宕,讓痴痴等待的 Compaq 等不及。
K6(1997):直接購併 NexGen,修改現成的 Nx686,取消類似 Pentium Pro 的 L2 快取專用匯流排,到內建 L2 快取的 K6-2+和 K6-III 才算大功告成,但已時不我與。
K7(1998):出身 DEC Alpha 團隊的 Dirk Meyer 變成的「x86 世界的 Alpha 21264」,AMD 首次能與英特爾全面性較量效能。
K8(2003):Fred Weber 主導的 K7 強化版+x86-64+伺服器等級的 RAS(Reliability, Availability and Serviceability)+HyperTransport+整合型記憶體控制器,讓 AMD 悲願成就,一舉攻入高獲利的企業伺服器市場。
K9:英文發音近似「狗」(Caine),太過負面,因此沒這個代號。
K10(2007):4~6 核 K8 強化版+整合式 L3 快取記憶體,AMD 開始「包水餃」兩顆打一顆,也逐漸無力抵抗英特爾小步快跑的鐘擺(Tick Tock)攻勢。
K11(2011):由 IBM Power4 的總工程師 Chuck Moore 操刀,接連四代被英特爾鐘擺痛扁的「推土機」(Bulldozer)家族,叢集式多執行緒(CMT)和模組化浮點運算器暗藏了 AMD 對 Fusion 大戰略的熊熊野心與對未來 GPGPU 局勢的離譜誤判。
K12(預定 2017):從頭到尾搞笑的「全新高效能 64 位元 ARM 處理器」,還沒開始就結束了,只活在簡報裡,無愧當時「簡報王」名號。
Zen(2017):深度管線、追求高時脈、同時多執行緒(SMT),根本是 Andy Glew 原先的 K10 原案投胎轉世。

總之,嚴格說來,Zen 才是「真正的 K10」。這句話你可以仔細再看一次,我會等你。

AMD Zen 成功背後不為人知的故事

1990 年代初期創造英特爾革命性 P6 微架構 5 位總工程師之一的 Andy Glew,對英特爾內部提議代號「Yamhill」的 64 位元 x86 指令集被拒絕,2002 年跳槽到 AMD 參與 x86-64 指令集的制定工作,並短暫擔任 K10 總工程師。為何說「短暫」?他老兄原本提案的 K10 是類似英特爾 NetBurst 的設計:深度管線、追求高時脈、未犧牲執行單元寬度、同時多執行緒(SMT),然後就又被打槍了,只是這次動手的換成 AMD 高層。

他老兄一不爽,又在 2005 年跳回前東家英特爾,但恐怕運氣一直不太好,加入因太過「史詩級災難」(單核心晶粒面積 213mm² 幾乎是 Prescott 兩倍,TDP 又超過 150W 上看 166W)而慘遭腰斬的 Tejas 開發案。2009 年再度離開英特爾,歷經 MIPS 和 nVidia。瞧瞧 LinkedIn 的個人介紹,現在正待在搞 RISC-V 的 SiFive。

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