硬件歷史學(xué)堂：開創(chuàng)時(shí)代的 Intel 8086 處理器

　　在不久之前的2018年臺(tái)北電腦展(Computex)上，Intel 正式發(fā)布了第八代酷睿 i7-8086K 限量版處理器。它基于 Intel Coffee Lake 架構(gòu)，14納米 造工藝，六核心十二線程設(shè)計(jì)，基準(zhǔn)頻率 4.0GHz，最大單核睿頻 5.0GHz，12MB 智能緩存，95W TDP 功耗，采用不鎖頻設(shè)計(jì)。i7-8086K 可以看作是 i7-8700K 的特調(diào)升級(jí)版本。這顆紀(jì)念版處理器為高級(jí)內(nèi)容創(chuàng)作與生產(chǎn)力提供了Intel最佳的桌面游戲性能。

　　比起性能上的些許提升，這顆CPU的紀(jì)念意義更大。Intel 以發(fā)布酷睿 i7-8086K 處理器的方式慶祝其成立50周年這一重要里程碑，以及這半個(gè)世紀(jì)以來(lái) Intel 在科技產(chǎn)業(yè)與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)中扮演的重要角色。除此之外，“i7-8086K”之名更是為了向40年前，開創(chuàng) x86 時(shí)代的8086處理器致敬。

　　于1978年6月8日推出的8086是第一款16位處理器，而且是第一款具備現(xiàn)代個(gè)人計(jì)算能力的處理器。Intel 在宣傳語(yǔ)中寫道：“40年前，我們打造了 x86 架構(gòu)和 8086 處理器，從此改變了計(jì)算世界的面貌。40年后的慶典，我們推出了限量版Intel 酷睿 i7-8086K 處理器，再次成就了創(chuàng)新的經(jīng)典?！?/p>

　　那么，地位如此重要，值得 Intel 專門為其打造一款40周年處理器的8086處理器究竟是如何誕生的，它的地位為何如此重要，Intel 又為什么說(shuō)它改變了計(jì)算世界的面貌呢?今天我們就回溯歷史，重返40年前，一起來(lái)了解一下Intel 8086 處理器的前世今生。

　　不可思議的計(jì)劃

　　決心成為第一家將16位處理器推向市場(chǎng)的企業(yè)，Intel 在大約18個(gè)月之內(nèi)就將8086處理器從設(shè)計(jì)階段推向了出貨。

　　“今天的人們會(huì)為這項(xiàng)計(jì)劃的時(shí)間安排感到不可思議。”首席工程師之一吉姆·麥凱維特在回憶時(shí)說(shuō)道。為了推動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目在預(yù)定時(shí)間完成，當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在位于加州圣克拉拉縣沃爾什大道的一處租用的設(shè)施內(nèi)星夜兼程，工作了許許多多的夜晚和周末。芯片最終按時(shí)于1978年6月上市。

　　史無(wú)前例的開創(chuàng)

　　8086是第一款16位處理器，并且使用了能提供全新層次的性能與靈活性的開創(chuàng)性的架構(gòu)。同樣重要的是，Intel 將這款處理器作為一個(gè)更大系統(tǒng)的一部分——8086的誕生是史無(wú)前例的，沒有前代產(chǎn)品的它，自然也還沒有相應(yīng)配套的支持產(chǎn)品及開發(fā)工具來(lái)幫助人們使用它，8086被設(shè)計(jì)成為一系列使用相同架構(gòu)的向前兼容的芯片中的第一個(gè)。

　　硬件、軟件與支持的結(jié)合是一種全新的開始，但是市場(chǎng)暫時(shí)還沒有完全理解它的潛力。那時(shí)，微處理器仍然是一個(gè)新生的行業(yè)。購(gòu)買者并沒有完全形成他們對(duì)于處理器的價(jià)值理念，設(shè)計(jì)者及營(yíng)銷者也在盡全力解決消費(fèi)者對(duì)選購(gòu)處理器時(shí)的優(yōu)先考慮事項(xiàng)認(rèn)識(shí)不清的問(wèn)題。直到1979年的12月，競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品沖擊市場(chǎng)，而Intel 8086 的銷量也有所放緩。

　　“粉碎行動(dòng)”，市場(chǎng)營(yíng)銷的奇跡

　　Intel 以“粉碎行動(dòng)”(Operation Crush)作為對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的回應(yīng)，這是一項(xiàng)開創(chuàng)性的解決方案營(yíng)銷活動(dòng)，目的是改變?nèi)藗冧N售、使用及認(rèn)知技術(shù)的方式。發(fā)起這項(xiàng)活動(dòng)的原因是，Intel認(rèn)識(shí)到，消費(fèi)者真正想要的是以盡可能最小的的不便來(lái)解決他們的問(wèn)題：任何特定的技術(shù)，即使如8086一般強(qiáng)大，對(duì)客戶而言也只是解決問(wèn)題的手段而已。

　　于1979年12月提出，并主要實(shí)施于1980年的“粉碎行動(dòng)”從8086處理器以及 Intel 能夠?yàn)榭蛻糇鍪裁吹慕嵌瘸霭l(fā)，致力于闡釋8086以及Intel的優(yōu)勢(shì)所在。

　　這項(xiàng)活動(dòng)是與8086處理器的誕生本身一樣重大的事件，其廣告預(yù)算高達(dá)兩百萬(wàn)美元(此前 Intel 從未花費(fèi)過(guò)幾十萬(wàn)美元以上的數(shù)額)。超過(guò)1000名員工參與其中，負(fù)責(zé)委員會(huì)、研討會(huì)、技術(shù)文章、新型銷售輔助手段及新的銷售激勵(lì)方案等方面的工作。“粉碎行動(dòng)”的負(fù)責(zé)人比爾·達(dá)維多夫回憶起全公司上下齊心協(xié)力推動(dòng)這項(xiàng)活動(dòng)的展開的壯觀場(chǎng)面時(shí)說(shuō)：“我認(rèn)為那是 Intel 的奇跡之一。”

　　8086帶來(lái)了PC與新時(shí)代

　　“粉碎行動(dòng)”最終取得了極大的成功，以至于它成為了市場(chǎng)營(yíng)銷課程中的一項(xiàng)常見話題，而紐約時(shí)報(bào)后來(lái)也將其稱為“傳奇”。這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)一開始設(shè)立了為 Intel 贏下2000項(xiàng)設(shè)計(jì)訂單的宏偉目標(biāo)，最后帶來(lái)了約2500項(xiàng)。根據(jù)至少一位硅谷歷史學(xué)家的意見，這場(chǎng)勝利“標(biāo)志著微處理器的戰(zhàn)爭(zhēng)還未打響就已經(jīng)結(jié)束了，此時(shí) Intel 顯而易見成為了占據(jù)統(tǒng)治地位的贏家?！?/p>

　　最重要的是8086的衍生產(chǎn)品8088的銷售，是它促成了第一臺(tái)IBM個(gè)人電腦的誕生。也正是從8088開始，個(gè)人電腦(PC)的概念開始在全世界范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái)。從8088應(yīng)用到IBM PC上開始，個(gè)人電腦真正走進(jìn)了人們的工作和生活之中，它也標(biāo)志著一個(gè)新時(shí)代的開始。

　　8086帶來(lái)的x86架構(gòu)與它的巨大影響

　　什么是x86

　　我們都說(shuō)8086開創(chuàng)了x86時(shí)代，那么什么是x86架構(gòu)呢?

　　x86架構(gòu)于1978年推出的Intel 8086中央處理器中首度出現(xiàn)，它是微處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言指令集，指一個(gè) Intel 通用計(jì)算機(jī)系列的標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)縮寫，也標(biāo)識(shí)一套通用的計(jì)算機(jī)指令集合。簡(jiǎn)單地說(shuō)，x86是由Intel推出的一種復(fù)雜指令集，用于控制芯片的運(yùn)行的程序。

　　對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的影響

　　x86架構(gòu)在8086處理器中首度出現(xiàn)，起初就像上文中所描述的一樣，還沒有引起太大的關(guān)注。后來(lái)的故事大家都知道了，正是由于8086處理器及其衍生品成功帶來(lái)了第一臺(tái)IBM PC，并逐漸構(gòu)建了一個(gè)龐大的家族，一個(gè)涵蓋了臺(tái)式機(jī)、筆記本、服務(wù)器、超級(jí)計(jì)算機(jī)等設(shè)備的生態(tài)系統(tǒng)，其所使用的x86架構(gòu)也成為PC業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。在x86架構(gòu)不斷發(fā)展壯大的過(guò)程中，擊敗了許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，即其他處理器廠商的架構(gòu)，從而造就了今日 Intel 如日中天的地位。

　　對(duì)行業(yè)的影響

　　此外，其他公司，比如AMD、VIA等也開發(fā)x86架構(gòu)的CPU。由于這些CPU能運(yùn)行所有的為Intel CPU所開發(fā)的各種軟件，所以電腦業(yè)內(nèi)人士就將這些CPU列為Intel的CPU兼容產(chǎn)品。由于Intel x86系列及其兼容CPU都使用x86指令集，也就形成了今天龐大的x86系列及兼容CPU陣容。這也造就了行業(yè)內(nèi)“強(qiáng)者愈強(qiáng)”的一種習(xí)慣，一種統(tǒng)治地位。

　　對(duì)消費(fèi)者的影響

　　而對(duì)于我們消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，這樣一統(tǒng)天下的PC架構(gòu)還是有其便利性的，至少我們無(wú)需考慮兼容性的問(wèn)題。然而，x86架構(gòu)已經(jīng)經(jīng)歷了40年，它本身也有自身不先進(jìn)的地方，可惜目前實(shí)在過(guò)于龐大，我們很難輕易舍棄它，放棄對(duì)x86架構(gòu)處理器的兼容。比如，到2002年，由于32位特性的長(zhǎng)度，x86的架構(gòu)開始到達(dá)某些設(shè)計(jì)的極限。這個(gè)導(dǎo)致要處理大量的信息儲(chǔ)存大于4GB會(huì)有困難，像是在數(shù)據(jù)庫(kù)或是影片編輯上可以發(fā)現(xiàn)。

　　x86在64位時(shí)代成功延續(xù)

　　Intel原本已經(jīng)決定在64位的時(shí)代完全地舍棄x86兼容性，推出新的架構(gòu)稱為IA-64技術(shù)作為他的Itanium處理器產(chǎn)品線的基礎(chǔ)。IA-64與x86的軟件天生不兼容;它使用各種模擬形式來(lái)運(yùn)行x86的軟件，不過(guò)，以模擬方式來(lái)運(yùn)行的效率十分低下，并且會(huì)影響其他程序的運(yùn)行。

　　AMD主動(dòng)把32位x86(或稱為IA-32)擴(kuò)充為64位。它以一個(gè)稱為 AMD 64 的架構(gòu)出現(xiàn)(在重命名前也稱為x86-64)，且以這個(gè)技術(shù)為基礎(chǔ)的第一個(gè)產(chǎn)品是單內(nèi)核的 Opteron 和 Athlon 64處理器家族。

　　由于 AMD 的64位處理器產(chǎn)品線首先進(jìn)入市場(chǎng)，且微軟也不愿意為 Intel 和 AMD 開發(fā)兩套不同的64位操作系統(tǒng)，Intel 也被迫采納 AMD 64指令集且增加某些新的擴(kuò)充到他們自己的產(chǎn)品，命名為 EM64T 架構(gòu)(顯然他們不想承認(rèn)這些指令集是來(lái)自它的主要對(duì)手)，EM64T 后來(lái)被Intel正式更名為 Intel 64。

　　這是由非 Intel 的制造商所發(fā)起和設(shè)計(jì)的第一次重大的x86架構(gòu)升級(jí)。也許更重要的，它也是第一次 Intel實(shí)際上從外部來(lái)源接受這項(xiàng)本質(zhì)的技術(shù)。這也意味著8086處理器的余威到今天仍在延續(xù)。

　　8086與i7-8086K，跨越時(shí)代的對(duì)比

　　身為硬件發(fā)燒友，一定會(huì)對(duì)i7-8086K的各項(xiàng)參數(shù)比較熟悉。然而，40年前的8086處理器相比這款最新的科技結(jié)晶究竟有多大的差距呢?雖然我們明白差距一定很大，但仍不妨礙這是一個(gè)有趣的比較。

　　Intel 8086處理器是 Intel 的16位微處理器，芯片上共有29000個(gè)晶體管。64位的處理器 Intel 酷睿 i7-8086K則集成了數(shù)十億量級(jí)的晶體管數(shù)量，集成密度達(dá)到了40年前的十萬(wàn)倍。

　　工藝上，8086采用了3微米(3000納米)NMOS制程，i7-8086K則采用了14納米的CMOS制程，精度提升了200多倍。8086的特征尺寸為3.2微米(3200納米)，是i7-8086K 8 納米特征尺寸的400倍。8086的核心面積僅為33mm2，而i7-8086K的核心面積超過(guò)了100mm2，達(dá)到了151mm2。

　　相比i7-8086K 5GHz的最高睿頻，8086處理器的最高頻率僅為5MHz(0.005GHz)，是它40周年紀(jì)念產(chǎn)品的千分之一。使用MIPS(Million Instructions Per Second，單字長(zhǎng)定點(diǎn)指令平均執(zhí)行速度，每秒處理的百萬(wàn)級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言指令數(shù))比較兩款處理器的運(yùn)行性能，8086處理器的運(yùn)算能力為0.33MIPS，相比之下i7-8086K的運(yùn)算能力則超過(guò) 100，000MIPS，是它“祖師爺”的數(shù)十萬(wàn)倍。

　　打造8086所需的晶片直徑為4英寸，塊頭更大的i7-8086K則為12英寸。多年的技術(shù)進(jìn)步理應(yīng)帶來(lái)電子消費(fèi)品的價(jià)格降低，然而有趣的是，Intel 8086處理器的價(jià)格在當(dāng)時(shí)為86美元，算上通貨膨脹相當(dāng)于今天的330美元，而i7-8086K限量版處理器的建議零售價(jià)則為425美元。

　　從8086與i7-8086K在工藝及性能方面的比較，我們能夠窺得芯片在人類最近40年的科技發(fā)展之中取得的巨大進(jìn)步。技術(shù)進(jìn)步的腳步并不會(huì)因?yàn)?0周年的成就而停止，CPU還將進(jìn)一步更新工藝與制程，為我們帶來(lái)更為強(qiáng)大的性能。但無(wú)論如何，開創(chuàng)時(shí)代的8086處理器都一直會(huì)是科技史上無(wú)法磨滅的里程碑。

　　i7-8086K的獲得渠道

　　說(shuō)了這么多，有很多消費(fèi)者一定對(duì) i7-8086K 這顆既強(qiáng)勁又十分有紀(jì)念意義的限量版處理器很感興趣。我們?cè)鯓硬拍塬@得它呢?

　　首先，對(duì)于全球限量50000顆的 i7-8086K，Intel 前期會(huì)送出 8086 顆 CPU，抽獎(jiǎng)活動(dòng)在太平洋標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 2018 年 6 月 7 日下午 5：00 開啟，但參與活動(dòng)僅開放 24 小時(shí)，因此現(xiàn)在抽獎(jiǎng)活動(dòng)已經(jīng)結(jié)束。獲獎(jiǎng)?wù)邔⑼ㄟ^(guò)入口網(wǎng)站上提供的電子郵件地址得到通知，這將不遲于抽獎(jiǎng)活動(dòng)結(jié)束后兩周。領(lǐng)取時(shí)間因國(guó)家/地區(qū)而異，在Intel與獲獎(jiǎng)?wù)叽_認(rèn)領(lǐng)取細(xì)節(jié)后可能需要等待6到8周的時(shí)間。

　　其次，美亞(Amazon)、新蛋(NewEgg)、百思買(Best Buy)等已經(jīng)正式開賣了這顆限量紀(jì)念版處理器，價(jià)格424.99美元，約合人民幣2728元。

　　目前國(guó)內(nèi)也正式上架了這款處理器，在天貓 Intel 官方旗艦店有售，價(jià)格高達(dá)3999元。沒有十足的 Intel 信仰的消費(fèi)者可以選擇海淘或者萬(wàn)能的淘寶。