x86架構歷史與發(fā)展

x86架構的誕生

x86架構的誕生標志著一個新時代的開始，它由英特爾公司在1978年推出的16位微處理器8086所創(chuàng)立。這一架構定義了芯片的基本使用規(guī)則，并隨著時間的推移，發(fā)展成為一套通用的計算機指令集合。盡管在最初，8086處理器并沒有立即獲得市場的廣泛關注，但它為個人電腦（PC）的發(fā)展奠定了基礎，并在隨后的幾十年中逐漸演變成行業(yè)標準。

AMD加入競爭，二者雙雄爭霸

除了Intel外，其他公司如AMD、Cyrix等也在不同時期設計生產了自己的x86兼容CPU。例如，Cyrix則在1993年推出了第一款x86兼容的Cx486SLC處理器。AMD于1991年首次推出Am386系列處理器，與Intel 386 architecture直接競爭。1999年，AMD公司推出的K7（Athlon XP）處理器，在性能上首次超越了Intel的奔騰系列，從而奠定了x86處理器市場雙雄爭霸的格局。

隨后的幾年里，英特爾與AMD在處理器市場上展開了一場激烈的技術爭霸。英特爾憑借其強大的技術實力和品牌影響力，不斷推出新的處理器產品，鞏固其市場地位。而AMD則憑借速龍系列處理器的出色性能和價格優(yōu)勢，逐漸贏得了消費者的青睞。

2005年，AMD發(fā)布了首款雙核處理器，再次在市場上掀起波瀾。隨后，英特爾也迅速跟進，推出了自己的雙核處理器產品。然而，AMD并沒有止步于此，而是繼續(xù)加大研發(fā)力度，推出了性能更強大的四核處理器。這一舉措讓AMD在技術上再次領先英特爾，也為其在高端市場贏得了更多的份額。

然而，好景不長。隨著英特爾在制程技術上的不斷進步和四核處理器的不斷優(yōu)化，其產品在性能上逐漸超越了AMD。此外，英特爾還通過捆綁銷售、價格戰(zhàn)等手段，進一步擠壓了AMD的市場份額。AMD在面臨巨大壓力的同時，也暴露出其在技術研發(fā)和市場策略上的不足。

x86由巔峰逐漸失去領導地位

歷經四十余年的發(fā)展，X86家族不斷壯大，從8086處理器開始，英特爾的286、386、486、586、P1、P2、P3、P4都采用了X86架構；與此同時，該架構覆蓋的領域也逐漸拓展，從最初的桌面電腦到了筆記本、服務器、超級計算機、編寫設備等領域。

可以說，英特爾與x86架構彼此成就，英特爾發(fā)明了X86架構并不斷完善它的生態(tài)，x86架構則助力英特爾名聲大震。

不過x86架構本身也有著可變的指令長度、寄存器的貧乏、內存訪問、浮點堆棧、4GB限制和芯片變大等弊端。當然，英特爾自身也認識到了x86架構限制了CPU性能的進一步提高，正在探索更多的可能性。業(yè)界甚至有人稱，英特爾x86架構霸權的時代終將過去，ARM架構才是未來發(fā)展的方向。

令因特爾虎軀一震的后起之秀：ARM架構 

相對于誕生于1978的x86架構來說，ARM架構出現(xiàn)稍晚了些。時間倒退至1983年，Acorn電腦公司（即ARM的前身，1990年正式改組為ARM計算機公司）計劃研發(fā)一顆主要用于路由器的Conexant ARM處理器。

1986年，ARMv2架構如期而至，該版本架構對V1進行了擴展，首顆量產的ARM處理器ARM2就是基于該架構，包含了對32位乘法指令和協(xié)處理器指令的支持，但同樣仍為26位尋址空間。

值得一提的是，1991年對于ARM來說是一個關鍵的轉折點，這一年給CPU公司提供芯片的Robin Saxby加入ARM并擔任CEO一職，為了挽救缺乏資金、業(yè)務不景氣的公司，他引進了IP商業(yè)模式，這一模式開創(chuàng)了屬于ARM的全新時代。

該模式使得ARM將其架構授權給感興趣的公司，合作公司可以根據(jù)自己的需要來設計處理器，極大地縮減了設計時間以及成本。ARM7成為了ARM的旗艦移動設計，此后被授權給超過165家公司，自1994年以來這些公司生產了超過100億個芯片。

時間來到2007年，iPhone的出現(xiàn)和App Store的迅速崛起，讓全球移動應用徹底綁定在ARM架構上。次年，谷歌基于ARM架構推出了Android系統(tǒng)。至此智能手機步入飛速發(fā)展階段，ARM架構也因此奠定了在智能手機市場的霸主地位。

兩強并立格局形成：“架構王”之爭

英特爾x86主導計算機、服務器市場，ARM架構壟斷手機市場，看似二者“各自為政”、毫不相干，實則業(yè)界對于二者誰能主宰未來市場的討論一直沒有停下來。

一方認為ARM架構將貫穿從桌面到移動、VR／AR 再到IoT領域，從而取得全面的勝利；另一方則認為X86架構強大之處在于英特爾積累的服務器芯片生態(tài)系統(tǒng)，幾乎不可撼動。另外也有中立者認為二者并不具備可比性，x86無法做到ARM的功耗，而ARM也無法做到x86的性能。

提到二者的競爭則不得不提三件代表性事件，一是高通曾嘗試打造基于ARM架構的服務器芯片；二是蘋果放棄英特爾處理器，轉而使用ARM架構的自研芯片；三是傳聞稱華為將出售采用英特爾X86架構的服務器業(yè)務。

2014年，高通宣布要打破英特爾在服務器芯片的主導地位，將打造基于ARM架構的服務器芯片并于2016年公布首個成品，緊接著高通于2017年正式發(fā)布Centrip 2400系列進軍服務器芯片市場，不過并沒有引起太大的反響。2018年便頻頻有高通放棄ARM服務器芯片業(yè)務、高管離職、大幅裁員甚至團隊解散的消息傳出。此事件從側面反映出ARM架構在服務器領域的競爭性不敵X86架構。

對ARM架構來說一次重大的勝利在于英特爾在芯片性能和制造工藝方面的優(yōu)勢已經無法滿足其對Mac的需求，蘋果轉而宣布基于ARM架構自研芯片。在WWDC2020上，蘋果一口氣發(fā)布了搭載自研芯片MI的三款產品：MacBook Air、MacBook mini和MacBook Pro。外界認為蘋果將以ARM架構的Mac改變電腦市場的格局，對英特爾x86架構造成了沖擊。

巨大的壓力與沖擊

除了蘋果之外，有能力的科技巨頭也在研發(fā)自己的處理器，比如高通驍龍X平臺的筆記本電腦目前已經上市。而且也不僅僅是PC，ARM甚至還開始染指服務器芯片，這也是一直被x86壟斷的領域。

此前，ARM的優(yōu)勢在于低功耗、高能效比和成本效益，使其成為移動設備和物聯(lián)網(wǎng)設備的首選。而x86則以其強大的處理能力、豐富的軟件兼容性和成熟的生態(tài)系統(tǒng)，在高性能計算和企業(yè)數(shù)據(jù)中心領域占據(jù)主導地位。如今，隨著ARM芯片性能的崛起，時代變了！

據(jù)Counterpoint的初步數(shù)據(jù)顯示，2024年第二季度，全球PC出貨量實現(xiàn)了3.1%的同比增長，達到6250萬臺，標志著PC市場連續(xù)第二個季度實現(xiàn)同比增長。

近期，采用高通驍龍X平臺的筆記本電腦引領了AI筆記本電腦的首波熱潮。與主流的x86架構相比，這些基于高通驍龍的解決方案展現(xiàn)出更佳的功耗性能。

此外，聯(lián)發(fā)科與英偉達在開發(fā)下一代基于ARM架構的AI筆記本電腦上的合作，預計將推動其在2025-2026年PC市場的份額增長，這將對x86廠商的市場份額產生影響。

該機構預測，到2027年，基于ARM架構的PC設備將占據(jù)超過25%的市場份額。

跨世紀聯(lián)手，英特爾與AMD攜手成立x86生態(tài)系統(tǒng)顧問小組

面對ARM給因特爾造成的強大壓力，因特爾終于坐不住了，與AMD攜手成立x86生態(tài)系統(tǒng)顧問小組。

我們正處在x86架構和生態(tài)系統(tǒng)數(shù)十年發(fā)展的一個關鍵時刻，需要更進一步的定制化能力、兼容性和可擴展性來滿足當前和未來的客戶需求。我們很榮幸能與AMD以及顧問小組的創(chuàng)始成員聯(lián)合起來，共同邁向計算的未來。我們也對眾多行業(yè)領袖的支持深表感謝。

——帕特·基辛格

英特爾首席執(zhí)行官

x86生態(tài)系統(tǒng)顧問小組的成立，將確保x86架構作為開發(fā)者和客戶首選的計算平臺持續(xù)發(fā)展和演進，我們很高興能夠匯聚行業(yè)力量，為未來的架構優(yōu)化提供指引，在未來數(shù)十年延續(xù)x86的卓越成就。

——蘇姿豐

AMD董事長兼首席執(zhí)行官

該顧問小組旨在匯集行業(yè)領導者，共同塑造x86架構的未來，并通過更統(tǒng)一的指令集和架構接口來推動開發(fā)者創(chuàng)新。此舉將提升x86產品間的兼容性、可預測性和一致性。為此，顧問小組將向x86硬件和軟件社區(qū)征求關于核心功能和特性的技術意見。

預期成果

●為客戶在硬件和軟件方面提供更多選擇和更強的兼容性，使其更快地受益于全新的尖端功能帶來的提升

● 簡化架構指南，以提升英特爾和AMD的x86產品系列在軟件一致性和接口方面的表現(xiàn)

● 使新功能能夠更廣泛、更高效地集成到操作系統(tǒng)、框架和應用程序中

合作背后，競爭尚在

縱觀歷史，英特爾與AMD之間的競爭，其實已經延續(xù)了幾十年之久，而在這過程中，英特爾與AMD之間的關系也并非僅僅是競爭關系，實則二者之間已經形成了一種默契的友好博弈關系。

21世紀以來，AMD意識到自己在技術上的短板，并加大了對技術研發(fā)的投入。同時，它也開始調整市場策略，將重心放在性價比和細分市場上。通過推出針對不同用戶需求的產品線，AMD逐漸在中低端市場上贏得了更多的份額。

AMD的強項是為服務器、個人電腦、筆記本電腦和顯卡提供更強大的新芯片。隨著ARM芯片的競爭越來越激烈，這些領域的競爭將繼續(xù)加劇，亞馬遜(NASDAQ:AMZN)推出的新型ARM服務器就是見證。

與此同時，英特爾也在不斷地調整自己的市場策略和技術路線。它開始注重與軟件開發(fā)商的合作，推動處理器技術的優(yōu)化和普及。此外，英特爾還加大了對物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興領域的投入，力求在未來科技趨勢中搶占先機。

共營方向：AI芯片市場

英特爾

產品創(chuàng)新：英特爾推出了新一代AI芯片Gaudi 3，這是一款ASIC（專用集成電路）芯片，專為AI市場設計，與英偉達的多款GPU競爭。此外，英特爾還推出了至強6處理器，針對數(shù)據(jù)中心和PC的AI需求，提供了新的CPU產品。至強6處理器基于Intel 3制程工藝，旨在提高能效和處理性能，滿足AI工作負載的需求。

市場策略：英特爾通過降低Gaudi 3的價格，使其在市場上更具競爭力。這一策略有助于英特爾在AI芯片市場中吸引更多的客戶，尤其是那些尋求成本效益高的解決方案的企業(yè)。同時，英特爾也在推動客戶更換服務器CPU，并讓CPU承接一些AI工作，以此來增強其在數(shù)據(jù)中心市場的地位。

技術進步：英特爾正在通過制程迭代提升芯片性能，其“四年五個節(jié)點”計劃旨在到2025年重獲制程領先性。這表明英特爾不僅在產品開發(fā)上進行創(chuàng)新，還在制造技術上尋求突破，以保持在AI芯片市場的競爭力。

AMD

產品發(fā)展：AMD發(fā)布了用于訓練大模型的GPU Instinct MI300系列，這是全球首款針對AI和高性能計算（HPC）的加速處理器（APU）加速器。AMD還在研發(fā)更為先進的MI400系列加速器，以及收購了賽靈思來拓展數(shù)據(jù)中心市場。

市場表現(xiàn)：根據(jù)富國銀行的預測，AMD在AI芯片市場的份額有望在未來幾年內顯著增長，從2023年的1.2%增長到2025年的4.2%左右。這一增長得益于AMD在AI芯片領域的持續(xù)投入和產品創(chuàng)新。

戰(zhàn)略合作：AMD強調與甲骨文、谷歌、微軟、Meta等廠商的合作關系，這些合作有助于AMD的AI芯片在市場上獲得更廣泛的應用和認可。

在這種新的競爭格局下，英特爾和AMD之間的競爭變得更加復雜和多元化。隨著技術的不斷進步，英特爾和AMD的競爭也將逐漸從傳統(tǒng)的處理器性能競爭轉向更廣泛的技術領域。但是英特爾與AMD之間的市場競爭是良性的，相互促進的，二者之間并沒有采取‘殺價’等惡性競爭手段來獲取利益，這種競爭促使兩家公司不斷進行技術創(chuàng)新和產品升級。

結語

英特爾和AMD宣布成立x86生態(tài)系統(tǒng)咨詢小組，旨在塑造x86的未來，以對抗ARM架構在PC市場的挑戰(zhàn)。這一合作表明，盡管兩家公司在市場上競爭激烈，但在面對共同的外部威脅時，他們選擇聯(lián)合起來維護自身利益。這種動態(tài)平衡的關系可能會隨著市場環(huán)境的變化而繼續(xù)演變。（文/宋雨涵）

lixiangjing

算力豹主編