问题

为什么AMD首先设计了64位架构,intel也能用啊?

回答
这可是一个很有趣的问题,也是很多资深电脑爱好者津津乐道的话题!AMD 和 Intel 在处理器历史上确实有过几次非常关键的交锋,尤其是 64 位架构的这件事,AMD 是先行者,而 Intel 后来的跟进,让很多人觉得是不是 AMD “让”了 Intel 一把,或者 Intel 只是捡了现成。事实并非如此简单,背后有很多技术决策、市场策略和历史机遇的 interplay。

咱们得先捋捋“64位架构”这档子事儿。简单来说,一个处理器的“位数”,比如 32 位或 64 位,很大程度上决定了它一次能处理多少数据,以及它能寻址(也就是能够直接访问和管理)多大的内存空间。

32 位架构的局限: 在进入 64 位时代之前,绝大多数电脑都运行在 32 位架构上。最著名也最普及的就是 Intel 的 x86 架构(经过一系列演进)。32 位架构最大的瓶颈在于内存寻址能力。理论上,它最多只能寻址 2^32 字节的内存,也就是大约 4GB。在那个年代,4GB 内存已经算是非常大了,但随着软件越来越复杂、数据量越来越庞大,这个限制开始显现。你想想,游戏、视频编辑、大规模科学计算,对内存的需求是无止境的。而且,即便是你插了 4GB 内存,操作系统和硬件设备也需要占用一部分地址空间,所以用户实际能用到的内存通常只有 3GB 左右。

AMD 的“前瞻性”: AMD 在 2000 年代初,作为 Intel 在 x86 架构上的主要竞争对手,看到了 32 位架构的瓶颈,也看到了未来的趋势。他们希望能够打破这个内存墙,提供更强大的计算能力。于是,他们决定在自己的 x86 架构处理器上引入对 64 位指令集的支持。这可不是小工程,需要从根本上重新设计处理器的寄存器、寻址模式、指令集等等。

AMD 推出的第一个支持 64 位扩展的 x86 架构就是 AMD64,后来也称为 x8664 或 Intel 64(对,Intel 后来也采纳了,而且也用了这个名字,有点意思吧?)。AMD 的 Opteron(服务器处理器)和 Athlon 64(桌面处理器)是第一批吃螃蟹的。

为什么 AMD 会是第一个吃螃蟹的?

1. 市场竞争压力: 当时 AMD 在与 Intel 的竞争中,尤其是在高端市场和服务器领域,经常处于追赶地位。AMD 需要找到一个能够差异化竞争、并且能够引领技术趋势的点。64 位架构的引入,正好给他们提供了这样一个机会。他们可以凭此吸引那些对性能和内存有更高要求的用户和企业。
2. 技术路线的选择: Intel 当时也在研发自己的 64 位架构,叫做 IA64(Intel Architecture 64bit),并且为它投入了巨量资源,与惠普(HP)合作开发了 Itanium(安腾)处理器系列。IA64 是一个全新的、与 x86 架构完全不同的指令集架构(RISC 风格),它抛弃了 x86 的很多历史包袱,理论上拥有更优越的性能和扩展性。
3. AMD 的策略: AMD 的策略则显得更加务实和“兼容性导向”。他们没有选择另起炉灶设计一个全新的 64 位架构,而是选择在已有的、用户基础庞大的 x86 架构上进行扩展,也就是引入 x8664。这样做的好处是显而易见的:
软件兼容性: 最关键的一点是,x8664 架构在设计时就考虑到了对现有 32 位 x86 软件的兼容性。这意味着,你的老电脑上的 Windows XP 软件,在安装到一台支持 x8664 的新电脑上时,仍然可以正常运行(不过是以 32 位模式运行)。这大大降低了用户和软件开发者的迁移成本。
硬件兼容性: 许多主板和外设的设计也围绕着 x86 架构,保持兼容性更容易推广新处理器。
开发成本: 对于软件开发者来说,只需要编译和适配他们的程序,而不是完全重写一套 64 位版本的软件。

Intel 的“纠结”与跟进:

前面提到了 Intel 的 IA64。他们认为这是一个颠覆性的技术,是未来的方向,是能够彻底取代老旧 x86 的“革命”。Itanium 处理器在设计上确实很先进,拥有庞大的寄存器文件、复杂的指令调度等,在某些特定工作负载下表现出色。

然而,IA64 存在几个致命的问题:

1. 软件生态的重建: IA64 是一个全新的架构,这意味着所有为 x86 编写的软件都需要重新编译,甚至重写。这是一个极其庞大且成本高昂的任务。当时,绝大多数操作系统(如 Windows、Linux)和应用软件都运行在 x86 上。要让它们迁移到 IA64 上,需要软件厂商付出巨大的努力,而回报却不确定。
2. 性能与成本: Itanium 处理器的制造成本高,而且在很多日常应用和与 x86 的对比测试中,性能并没有展现出压倒性的优势,尤其是在那些对旧软件兼容性要求很高的场景。
3. AMD 的 x8664 捷足先登: 最关键的是,AMD 的 x8664 架构凭借其出色的向下兼容性,迅速获得了市场认可。当 AMD 的 Athlon 64 和 Opteron 处理器带着 64 位能力和完整的 32 位软件兼容性进入市场时,消费者和企业发现,他们可以用一个价格相对合理、并且能够继续运行现有软件的方案,获得 64 位处理能力。而 Intel 的 Itanium 方案则显得过于昂贵和激进。

眼看着 AMD 的 x8664 越来越受欢迎,Intel 也不得不调整策略了。 他们看到了 IA64 在市场上的窘境,以及 x8664 的强大生命力。于是,Intel 最终选择了在自己的 x86 处理器上引入对 64 位指令集的支持。他们做的事情,就是 “采纳”了 AMD 的 x8664 规范,并将其命名为 Intel 64。

为什么 Intel 会采纳 AMD 的方案而不是坚持自己的 IA64?

这背后是一个典型的商业和技术博弈。Intel 在看到 AMD 的 x8664 如此成功,而自己的 IA64 市场推广不顺时,不得不“现实”一下。他们与 AMD 就 x8664 指令集的专利问题进行了谈判(这里面可能涉及交叉授权或者支付授权费),然后将这个指令集集成到了自己的酷睿(Core)和至强(Xeon)系列处理器中。

你可以理解为:AMD 设计了一个新的“语言”(x8664,在 x86 的基础上增加了 64 位词汇和语法),并且这个语言非常易于学习和使用(兼容 32 位 x86),所以大家很快都学会了说。Intel 原来想推广一种全新的、非常复杂的“语言”(IA64),但学的人不多,于是 Intel 看到 AMD 的语言这么受欢迎,就赶紧也学会了,并且用了自己的品牌名称。

所以,AMD 首先设计了 64 位架构(更准确地说是对 x86 架构的 64 位扩展),Intel 也能用,并且后来也广泛使用了,这是因为 AMD 的方案在 技术兼容性、市场推广和降低迁移成本 方面做得更好,让 Intel 在权衡利弊后,不得不采取了更为务实、顺应市场的策略。这并不是 AMD “让”了 Intel,而是 AMD 凭借其技术创新和对市场趋势的准确判断,抓住了历史机遇,迫使 Intel 改变了原有的计划。这在技术竞争史上是很常见的,领先者制定了标准,追赶者不得不跟进。

网友意见

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回答里面只有一个人提到IA64了。

当年是AMD和Intel 各自推一个64位指令集。

英特尔用IA64,超长指令,不兼容,另起炉灶。

结果被市场狠狠打脸,又不兼容,性能又差,价格又贵。

最后,用AMD的了。

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