03.06 为什么x86的构架只有因特尔跟AMD可以研发呢?

Gyrain


说来真的是话长。

刚好五十年前,也就是1968年,Intel公司成立,创始人是大外鼎鼎的Robert Noyce和Gordon Moore,Noyce是硅谷之父,集成电路发明人之一(因为去世的早没拿成诺贝尔奖),而Moore大家可能更为熟悉,因为他就是摩尔定律的预测人。

在七十年代,Intel推出了8086和8088处理器,正好碰上当时的巨头IBM(现在IBM也是巨头,但当时Intel和微软还不名一文)要重锤进军个人计算机领域(也就是今天说的PC),开发自己的IBM-PC,IBM-PC采用的CPU就是Intel的8088,采用的操作系统的微软的MS-DOS,正是这个机遇,才成就了今天英特尔和微软的帝国伟业。

扯得有点远,后来Intel又推出了80286,这是一款非常的成功的处理器,差不多当时所有的IBM-PC兼容电脑都用的是Intel的CPU。而x86架构最先是在8088中出现,所以Intel后面的CPU都是以此架构作为基础的,x86也因Intel处理器在IBM-PC中占据绝对领先地位而闻名。

当时IBM为了规避风险,不能让一家供应商卡住脖子,要求至少有两家公司能提供同类产品,这种情况下,Intel就把x86架构授权给了当时的AMD公司,为什么是AMD不是其它公司呢?这多半是因为AMD的创始人和Intel的创始人以前是同事,这样AMD就把Intel的CPU重新设计优化,以第二供应商的身份向IBM提供处理器。

AMD借此机会,也开始发力芯片研发,在2003年推出了首款64位的桌面处理器(Opteron),AMD把这个x86-64的专利也授权给了Intel,当然这几十年来Intel和AMD间打了无数官司,比如Intel禁止AMD生产386处理器,AMD诉讼Intel垄断等,都为了x86架构专利的那点事。

经过几十年的发展,x86架构已成为PC的事实标准,Intel和AMD也将更多的指令和功能集成到这个架构中,使它越来越完善高效。而这两家也控制着x86架构几乎所有的专利,其它公司想研发和生产x86处理器,必须有Intel或AMD的授权方可,比如VIA就是Intel授权的,又如天津海光是AMD授权的(准确说是AMD授权处理器IP)。


超能网


x86是一种通用微处理器架构,因特尔拥有绝大部分的x86专利,AMD也有一部分x86专利,两家交叉授权。因特尔以前给过好几家x86的授权(Cyrix(现为VIA所收购)、NEC、IBM、IDT以及Transmeta),但是坚持下来的只有AMD。还有现在其实不止这两家能研发x86架构处理器,国产的兆芯也是x86通用处理器(基于台湾威盛以前的x86授权),只不过性能与前面两家有较大差距。

第一代x86处理器Intel8086

x86或80x86是英特尔首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。该系列较早期的处理器名称是以数字来表示,并以“86”作为结尾,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,因此其架构被称为“x86”。

x86成为事实标准还得感谢蓝色巨人IBM。8086在1981为IBM PC所选用,之后x86便成为了个人计算机的标准平台,成为了历来最成功的CPU架构。

8086,80186,80286属于16位处理器,从80386开始扩展为32位,直到2003年AMD发布了基于x86的64位扩充,命名为AMD64,之后因特尔也发布了兼容AMD64扩展的处理器,开创了x86的64位时代。

要说为什么只有这两家能研发,一是上面说的专利保护,二是极高的技术门槛,三是长期的技术积累。微处理器研发需要极其精密的加工设备,目前能实现加工的厂商屈指可数,只有因特尔,台积电,三星等几家有这个实力,因特尔有自己的晶圆厂(能做出技术难度最高的7nm工艺),能实现自己设计自己生产,AMD的产品目前由台积电和因特尔为其代工。再说其他几家有x86授权的厂商,或者被兼并,或者已经放弃了pc业务,而因特尔和AMD均是从上世纪七八十年代就开始处理器研发工作,能坚持到现在与它们长期的技术积累和雄厚的技术研发实力分不开的。


倔犟的盒子精


其实除x86外的CPU架构还有很多种,例如POWERPC,SPARK,ALPHA,MIPS,等等,只是因为在PC市场竞争不过x86,所以被淘汰了,或者只能做做服务器芯片等小众市场。这些CPU架构从技术上说并不比x86弱,有些方面还更好,但是因为x86与Windows结成同盟,在商业环境上没发跟x86竞争。所以说CPU指令集这东西没那么难,就一套协议,你定你的我也可以定我的,但谁能活的长就不一定了。我国发展自主CPU,各研究单位有的是现成的架构,但是要创造出相关的操作系统应用软件等等生态环境是比纯技术难一万倍的事情,至于芯片制造,没7nm的工艺还可以用10nm的嘛,大不了性能差一点至少还能用。


吴乘N


架构底层有大量的硬件专利,x86架构做pc主板还有大量的外设和接口的专利,这么多年下来,形成了坚强的壁垒。第三方要想突破这样的壁垒,还需要各种外设和操作系统来形成的新的标准和专利的话,基本不可能。

那么只有从intel或者AMD获得x86架构的授权一条路,现在想获得授权,这两家都不会卖了,就算卖也是天价,加上研发成本的投入,成本就太高了,没法正常运营。

现在Amd市场占有率现在也就是百分之十左右,在盈利和亏损之间徘徊,第三家介入的话,不会比AMD更好。AMD之所以还活着,我觉得最重要的原因是pc厂商们不希望他死掉,否则只有intel 一家的话更是价格垄断案了,事实上,按照原来对垄断的定义,一家超过市场份额的百分之八十就是垄断,现在事实上已经是intel垄断了。我曾经了解过,同等性能的cpu,amd比Intel便宜,为什么pc厂商不扩大amd的用量呢,不完全是用户的问题,根源是intel的芯片在主板上的配套芯片的整个芯片组的价格低,整个加起来的话,intel主板和amd主板价格相差不大,这就是intel大的策略的问题。比如威盛曾经是全球最大的主板南北桥芯片厂商,后来和Intel因为授权问题打了场官司,结果2003年达成和解,Intel给了威盛一笔钱,让它退出这个领域;Intel财大气粗,不止在x86架构而是以x86cpu为核心的pc主板各方面已经形成了垄断,这个行业投入十分巨大,很难有新的厂商介入这个领域。

威盛是除Intel、AMD之外,唯一一家拥有X86架构授权的公司,当然也是从intel授权来的,曾经有“台湾英特尔”之称,也曾于研发投入和人才各方面的原因,除了在低功耗等领域有领先的产品,后来也逐步退出了这个市场。现在威盛已经卖给了大陆企业,威盛大概只占百分之二十,基本应该算是大陆企业了,借着现在安全的东风,在政府军队等领域应用也许可以打开一个缺口,但离普通消费者还很漫长。


还有cpu需要自己的指令系统和编译器软件支持,这样和操作系统形成一个完整的生态,中国企业想生产cpu,还需要自己的操作系统,这些都需要用户数量去解决bug,windows经历接近三十年的发展,其他操作系统的份额都不大,这就极大约束了其他操作系统的发展,都需要解决,要有中国的cpu,操作系统和核心应用,单靠市场行为在初期是不行的,必须有各方面的支持,全社会的努力💪

补充一句,intel的强大还在于它是最先进的半导体生产工艺制造商,三星和台积电都要排在后面,所以你想追上Intel当前是不可能,这不仅仅是cpu的事,现在半导体设计和制造工艺紧密结合的,28nm工艺设计换成14nm就要重做。

负责任的说,人家技术积累了三十多年,你一代两代产品就直接追上最先进的工艺,那是可能呀,intel的CPU某一个型号也会有bug的,壁垒越来越高,投入风险越来越大,研发没有谁能一定在什么时间能做出来没有bug,但是不做就永远都没有,没有用就不可能技术成熟,所以不仅是cpu的设计,还有半导体制造,软件,中国想产生intel这样的巨无霸道路太漫长了!


王海斌24834386


因为美国早就通过了一个法案禁止X86指令集对外授权,该法案通过时除了英特尔和AMD外只有台湾威盛已经得到了授权,曾经威盛还想辉煌辉煌,结果被英特尔一顿专利官司限制的几乎垮掉,现在就拿着极少的份额勉强活着。

天津海光之所以能造基于X86的CPU,是因为海光是AMD通过技术入股的合资公司,但并不是授权海光使用X86指令集、也不是授权允许海光自己研制CPU,而是AMD授权自己设计好的处理器IP,也就是说海光仅能拿AMD授权的处理器IP来造产品,并没有得到X86指令集的授权,也没有得到处理器IP设计技术的能力,还只能生产用于服务器的CPU,也不能自己进行设计升级,而且还要付出高额授权费,首次IP授权费就高达2.93亿美元,也就是说AMD不但不用出钱、不会泄露技术、不会授权X86指令集,仅仅授权了一款服务器CPU内核设计的成果,不但能得到2.93亿美元、而且还能在以后该CPU的销售和服务利润中分红,同时不会影响AMD在中国消费市场的占有率和利润,海光仅仅是AMD拓展在中国原本不景气的服务器CPU占有率的马仔而已


心息相恋


x86的所涉及的专利全被intel给申请了,包括指令集,而intel是ibm的大股东,ibm是amd的股东,这就是为什amd可以做x86的cpu。我们没有授权,又打不赢官司,如何做cpu?而且做cpu还有下游的问题,没人做平台(主板),也没人开发软件,总之很难。


盛芯科技


听见过专利这个东西不,专利的意思就是只要我拿到了这个专利,你再用就要经过我同意。intel有绝大部分的x86架构的专利,amd也有一部分,然后这俩之间有各种交叉授权,所以他俩可以很开心的用。之前via也拿到过专利授权,也做过x86的处理器,后来好下个授权到期了,不知道下文如何。所以说,任何人想用x86的架构都是可以的,前提是你有办法拿到intel或者AMD的授权,貌似好多年了,我就没见过谁拿到过。相比之下ARM的授权就方便容易的多了,架构本身是免费的,arm给点钱还能给你全套的芯片方案,自己找个代工厂就能卡卡卡的生产芯片了。


给你讲讲IT历史


我98年买的那台电脑用的是cyrix233,很经典的一个586cpu,年代久远,很多人都不知道了。

实际上曾有不少X86的cpu牌子,后来都干不过intel,只有amd活了下来而已。可能是amd拥有比较多的专利可以抵消大部分intel专利费的原因。

cyrix最后应该被威盛收了。


西二音乐王纯迅


我觉得有三个问题。一是要完全自主光刻机是个大难题,二是迭代太快,好不容易研发出来了,人家一迭代就又过时了,三是价格算不过来,我们生产出一个过时的产品,加个比起人家最新的没有任何价格优势,市场不认可。所以,还得看华为,华为无敌,华为威武,华为不敢得罪海军


严谨的摄星者


首先纠正一点,x86框架cpu其他人不是不可以研发,可以研发,但是不可以商用,因为intel和amd掌握了所有的x86cpu的专利,而且现在每年还在不断不断的申请专利。其他公司自己研发私下里用用无所谓,但是只要这两家公司不授权你就不能用商用。


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