從Cyrix到VIA，捯一捯兆芯的前輩們（上）

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2004年前后，燦坤3C還沒有撤離大陸。在天津市和平區(qū)勝利公園后身，有一家店，筆者飯后常去逛，也成功地燒掉了家里不少錢。

現(xiàn)在想想看，跟幾年前進入中國但沒幾年也失敗撤店的山田電機（亞馬達電器）一樣，有著很舒適的逛的體驗、有一些主流市場難見到的商品，但那些占據(jù)了貨架的非主流商品并不能帶來很好的銷售額，最終無法維持經(jīng)營。

所謂主流市場難見到的，與本篇內(nèi)容相關(guān)的，就是一些迷你PC。我印象中很深的，有AOpen（建碁）的準系統(tǒng)（Pentium-M），有VIA的mini-ITX主板（當時搭載的應(yīng)該是C3？）等。

雖然基于擴展性、主流性能的安全感的考慮（當時并不是很熟悉PC），最終買的時候還是選擇了傻大粗的ATX版型的組裝機（Northwood Pentium4＋GeForce4 MX440的經(jīng)典配置）。后來證明是對的，我把5條PCI都插滿了。但對于那幾臺小可愛，確實也是念念不忘的。

因為在當時我的印象中，臺式電腦最小也是M-ATX的大箱子，那樣小巧的東西更像是家電一般的存在。后來才了解到ITX這個規(guī)格，而且得知ITX是VIA主導的。不過再到換機器的時候，VIA的C7雖然已經(jīng)可以比較容易的買到，但彼時已經(jīng)有了性能的需求，即使依然覺得有趣，但也自然不會成為我當時的選擇。此后，對VIA的CPU也就再無接觸了。

最近，兆芯陸家嘴的評測，讓這第三系x86 CPU重新回到人們的視野。雖然目前并沒有推出消費級的產(chǎn)品，不過看起來似乎不排除下一代，也就是7000系可能會試探消費級市場。作為現(xiàn)存的最后一支x86 CPU，若不久的未來回歸消費級市場，確實是很有趣的。（此處可以給全美達上根兒香）

那么開始捯吧，從Cyrix開始。

以下內(nèi)容是閱讀http://ascii.jp相關(guān)文章（鏈接放在文末）的自己整理，屬于半編譯半理解的筆記性質(zhì)，發(fā)到這里用于記錄與分享。由于使用引用格式后淺色不易閱讀，故閱讀原文后自己理解整理后的部分不使用引用格式。資料上，絕大多數(shù)非原創(chuàng)，且語言未必通順，請在理解的前提下閱讀并不要轉(zhuǎn)載。

Cyrix創(chuàng)始于1988年，最初是制造兼容80387的協(xié)處理器的，后來開始制造兼容486的中央處理器。之后，Cyrix嘗試制作可在同一個時鐘周期同時執(zhí)行2條指令的下一代處理器，以求大幅度提升性能，代號M1。然而由于開發(fā)困難，先行將只能執(zhí)行1條指令的M1架構(gòu)的分支產(chǎn)品M1SC拿到市場，稱為Cx5x86。

說起來，Cx5x86我好像還是見過一次的。記得是在初中一同學家，他給大家炫耀幾秒就能贏一場星際。嘛，其實就是輸入直接獲勝的秘笈。有多卡不記得了，只記得退出的時候會死機，只能直接關(guān)機。大概只是內(nèi)存太少的原因。不過我也不知道為什么我會認為那臺機器是Cx5x86，也許是混亂的錯誤記憶。

Cx5x86的銷量不錯，使得Cyrix可以繼續(xù)Ｍ1的開發(fā)。1995年10月推出了80MHz的「6x86 PR90」，命名中的PR全稱是Pentium Rate，意味著性能相當于Intel的Pentium 90MHz，跟后來大家都很熟悉的AMD Athlon XP的「幾千+」的命名如出一轍。?

6x86之后又發(fā)布了100MHz（PR120）、133MHz（PR166）、150MHz（PR200）的型號。?從命名和實際頻率可以看出，6x86的同頻性能是強于Intel Pentium的。最高頻的6x86 PR200耗電量過高，達到24.6W（現(xiàn)在來看似乎不算什么，但當時Pentium只有15W），因此Cyrix在IBM的制造工藝提升的同時多次降低了電壓。當時IBM的制程是0.5μm→0.35μm，電壓3.52V→2.8V→2.45V。2.8V版本稱為6x86L，最大耗電17.1W；最終的0.35μm制程2.45V電壓的版本稱為6x86LV，最大耗電13.2W。功耗問題控制下來了，但因為耽誤了不少時間，給之后留下了隱患。

6x86的整數(shù)性能優(yōu)異，命名中的PR，就是以整數(shù)性能相當于Pentium的對應(yīng)型號由來的。但是浮點性能甚至不如i486。理由是當時的應(yīng)用基本是使用整數(shù)計算，所以Cyrix將更多的資源放在整數(shù)上。還有一點，6x86與Pentium的指令集并非完全兼容。一部分使用了Pentium獨有指令的軟件，為6x86推出補丁用以解決問題。

接下來，1997年，Cyrix發(fā)布了核心代號為Ｍ2的「6x86MX」，與前面的6x86最大的區(qū)別是內(nèi)置了MMX指令集。頻率從133MHz（PR166）到233MHz（PR266）。最終版本發(fā)行時間為1998年2月。最初版到最終版相隔一年的原因還是制程的改進。Cyrix是無晶圓廠芯片設(shè)計公司，制造交由三家完成，分別為IBM、SGS湯姆遜（現(xiàn)意法半導體）、美國國家半導體（NS），三家的制造工藝不同，最終出貨時頻率和耗電也不盡相同，弄得很麻煩。

隨著制程的進步，6x86MX進一步將頻率提升至300MHz（PR433），同時更名為「Cyrix MII」，以表示競爭對手為Pentium II。但由于前面因代工和耗電問題耽誤了時間，投入市場較晚，此時Intel的P6（Pentium Pro、Pentium II）和AMD的K6在整數(shù)性能上已經(jīng)追上Cyrix，Cyrix在浮點性能上本來就不敵前兩者，此時Cyrix MII已經(jīng)失去了競爭力。?

Cyrix計劃之后計劃推出整合圖形（2D/3D）機能、內(nèi)存控制器、共享二級緩存的SoC「Cayenne」，支持雙通道Direct RDRAM的高速CPU「Jalapeno」，以及再之后稱為「Serrano」的細節(jié)不明的代號。資料說在1998年10月的MicroProcessor論壇上是如此公開了路線規(guī)劃的。筆者查到了97年的MicroProcessor論壇，當時已經(jīng)發(fā)布了「Cayenne」的架構(gòu)了。

?Cayenne（意為紅辣椒），將有15個新的多媒體指令，重點放在2D圖形、DVD、3D圖形處理上。2個浮點單元、2個MMX處理單元、64KB的1級緩存。
?Cayenne可在1個周期處理4個浮點運算與2個MMX指令?？梢詫崿F(xiàn)峰值1GFLOP以上的浮點運算能力（約為Tualatin Pentium III 1.4GHz的一半），達到5倍于Pentium II 的3D性能。
?Soc MXi將整合Cayenne處理器、SDRAM控制器、AGP控制器、DVD解碼等功能。內(nèi)存帶寬達到2GB/秒、AGP能力達到Pentium II的2倍。MXi將以0.25μm生產(chǎn)，die面積為90平方毫米。該Soc將于98年第2季度生產(chǎn)相當于PR300～400的產(chǎn)品...

之所以能畫這么大的餅，是因為1997年3月，Cyrix被NS收購了，成為了NS的子公司。通過收購，Cyrix不愁錢了，而且也可以更好地利用NS的晶圓廠，NS的晶圓廠利用率高了，型號可以畫得更細等等，各種好處。

98年發(fā)布了Cayenne之后，也確實在開發(fā)了。Cayenne的設(shè)定是兼容Socket370，內(nèi)置2級緩存的，將使用0.18μm生產(chǎn)，定名Gobi，準備99年年中推出。于是到了99年年中，嗯，NS把Cyrix賣給了VIA。

找了后藤弘茂的文章來看，也真是比較遺憾：

後藤弘茂のWeekly海外ニュースpc.watch.impress.co.jp/docs/article/990514/kaigai01.htm

簡單說就是體量太小，銷售跟不上，加上研發(fā)跟不上，加上Intel開始發(fā)力低端，的各種打擊。

NS收了Cyrix之后，著力低端市場。由于只有少量型號，無法覆蓋足夠的用戶群。相比之下，Intel本身就有多種頻率的產(chǎn)品，又在這期間導入了主打性價比市場的Celeron品牌。另一方面，NS本來是主營模擬電路的，對于邏輯電路不熟練（但是疑問的是Cyrix的人干嘛去了？），雖然想賭一把新架構(gòu)，像上面畫的很好的餅一樣，但遲遲無法做出樣品出來。于是已經(jīng)陷入財務(wù)危機的NS，已經(jīng)無法推進Gobi了。?

VIA收購Cyrix后，上面說的已經(jīng)基本開發(fā)得差不多了的Gobi，改名Joshua，于2000年2月，差一點兒就上市。據(jù)http://ascii.jp的文章作者講，當時測試樣品都到媒體手里了，測試也跑了，然而最終并沒有發(fā)售。

但是市面上有Cyrix III啊。那是因為，VIA在收購了Cyrix之后沒倆月，又收了一家x86處理器公司。后來以Cyrix III為名發(fā)售的處理器，里面其實是這家后收的公司的。Cyrix Gobi的CPU設(shè)計，完全沒有被使用。

現(xiàn)在Cyrix唯一的技術(shù)遺產(chǎn)，是延續(xù)Ｍ1架構(gòu)的面向機頂盒等嵌入式設(shè)備的微處理器——Geode，是AMD的。在NS收購了Cyrix之后，Cyrix的嵌入式微處理器部分歸NS所有。在99年將Cyrix賣給VIA時，并沒有將嵌入式這一部分一并賣給VIA，而是在2003年把嵌入式這一部分賣給了AMD。

到這里，Cyrix的事兒已經(jīng)完了。前面說到VIA的Cyrix III只是一個名字，其核心來自于VIA收購的另一家x86處理器公司。這家公司叫Centaur，被收購前的產(chǎn)品系列叫WinChip，這個名字筆者是第一次見，下一篇開始捯Centaur WinChip的事兒。

http://ascii.jp原文：

CyrixとWinChipを買ってCPU市場に乗り出したVIA (1/4)ascii.jp/elem/000/000/435/435327/

編輯于 2020-09-08 03:19

從Cyrix到VIA，捯一捯兆芯的前輩們（下）

亜恵恵阿由日語話題下的優(yōu)秀答主已關(guān)注40 人贊同了該文章

　　抱歉鴿了很久。篇幅其實不長，但主要是對這個完全陌生的品牌沒有感情，好多東西想說細了就得各種查，然后就懶了。最近因為涼宮新作要出了，所以給自己扎一管兒涼宮雞血，即使質(zhì)量不高也完成了它吧。

　　上回我們說的是Cyrix。筆者此前以為Cyrix是一直延續(xù)到兆芯的VIA x86 CPU的靈魂。畢竟Cyrix從人們視野中消失之前，雖然小眾，也是挺有存在感的。Core2時期VIA還有C7在賣，而聯(lián)想到C3，這C7的C顯然是延續(xù)自Cyrix。然而萬萬沒想到VIA時代的Cyrix只剩下了一個名字（后來就只剩下一個字母了），真正的核心技術(shù)是繼承自一個筆者此前從未聽說過的Centaur WinChip。

　　Centaur是IDT（Integrated Device Technology, Inc.，現(xiàn)已被瑞薩收購）的子公司，設(shè)計x86處理器。CEO是曾在IBM設(shè)計大型機System/360的Glenn Henry。Centaur設(shè)計開發(fā)采用順序執(zhí)行、單管線精簡指令集（RISC）的CPU，致力于低能耗的x86兼容實現(xiàn)。CPU并不直接執(zhí)行x86指令，而是將x86指令集轉(zhuǎn)換成精簡指令集后執(zhí)行。實際上這種做法在Intel Pentium Pro和AMD K6上已經(jīng)廣泛使用，但Intel和AMD采用的是亂序執(zhí)行管線，很適用于高性能地執(zhí)行拆分后的精簡指令。而Centaur選擇精簡指令集的理由是精簡指令集適宜實現(xiàn)低耗電。

　　Centaur于1997年10月發(fā)布了「WinChip C6」。采用IDT的0.35μm工藝制造，首先推出了180/200MHz的產(chǎn)品。轉(zhuǎn)年的1998年4月，推出了225/240MHz的型號。頻率最高的240MHz型號僅有11W～13W的低耗電，但整數(shù)性能平平，且因為FPU跑在半速上，浮點性能也絕對談不上高。

　　接下來推出的「C6＋」，改善了劣勢的FPU部分，跑在了全速上，同時加入了MMX/3DNow!單元。改進制程，提高頻率，最終實現(xiàn)了在頻率提高到250MHz的同時，耗電維持不變。

　　改進后的「C6＋」，以「WinChip 2」和「WinChip 2A」的名稱發(fā)售。其中WinChip 2是0.35μm制程，WinChip 2A是0.25μm。WinChip 2于1998年9月發(fā)售，WinChip 2A為1999年3月。

　　watch.impress真是個神奇的網(wǎng)站，現(xiàn)在還可以找到當年的評測。可以看到半速FPU的C6浮點性能之差、更新為全速后C6+（WinChip 2）浮點性能的提升，以及整體上與同期CPU性能上的對比。

https://pc.watch.impress.co.jp/docs/article/990618/hotrev15.htmpc.watch.impress.co.jp/docs/article/990618/hotrev15.htm

　　接下來Centaur的路線是階段性地改良。首先是代號為「W2B」(產(chǎn)品名為「WinChip 2B」)的，將核心與I/O中的電源平面分離出來，通過降低核心電壓，以達到降低耗電的目的。接下來代號「W3」(產(chǎn)品名「WinChip 3」)的產(chǎn)品，將1級指令緩存和1級數(shù)據(jù)緩存各增加至64KB，以改善性能。

　　繼續(xù)下去的話，「W4」預計是改進管線構(gòu)造（一部分已經(jīng)進入開發(fā)階段），然而此時陷入了與Cyrix同樣的狀況。母公司IDT于1999年7月決定退出x86兼容CPU市場。即使包含x86資產(chǎn)的買家尚未確定，也要退出。次月，公布VIA收購包含Centaur在內(nèi)的WinChip相關(guān)資產(chǎn)。至此，VIA Technologies擁有了兩個CPU核心與設(shè)計子公司。

VIA

　　在接手了兩家x86資產(chǎn)的次年， 2000年6月，VIA發(fā)售了核心代號為「Samuel 1」的產(chǎn)品，品名為「CyrixIII」，對應(yīng)Socket 370接口，臺積電生產(chǎn)。

　　前篇說了，這顆名為「CyrixIII」并不是延續(xù)Cyrix的架構(gòu)，而是Centaur。VIA CyrixIII是基于Centaur出售時正在開發(fā)的「W4」核心。最大的原因在于，Cyrix下一代的方案與VIA的經(jīng)營范圍出了沖突?？催^上一篇的讀者應(yīng)該有印象：

Cyrix計劃之后計劃推出整合圖形（2D/3D）機能、內(nèi)存控制器、共享二級緩存的SoC「Cayenne」，支持雙通道Direct RDRAM的高速CPU「Jalapeno」……

　　雖然這些直到初代Core i3才被Intel做出來的超前設(shè)計值得驚嘆，但對于VIA來說，繼續(xù)這個路線就相當于放棄了對Intel和AMD兩家提供北橋，至少也是要占用現(xiàn)行對I/A設(shè)計北橋的精力。雖然很快大家的北橋就不通用了，但在當時還是一塊北橋大家都能用的情形，VIA也不知道。所以VIA放緩了Cyrix路線的開發(fā)。但其實本來只是放緩。

　　在VIA本來預想的路線圖中，是想要同時發(fā)展Cyrix和Centaur兩路線的。Cyrix面向桌面，與Celeron和Duron競爭低端市場，Centaur則是利用它的低功耗，面向嵌入式機器。

　　在這條預想中，即使利用Cyrix的核心遺產(chǎn)進行開發(fā)，其實也不會走CPU內(nèi)置北橋的設(shè)計。一是當時的die尺寸這么做不現(xiàn)實（10年后的初代Core i3也還是從膠水開始呢），另外一點，在Cyrix于Intel你來我往的訴訟中，Cyrix是帶著總線專利一起賣給VIA的，做成分離的，一個北橋同時兼容VIA自家的CPU與Pentium III，共用Socket 370接口，對于VIA來說怎么想都是更合算的。不過最后，VIA還是沒有再開Cyrix的核心路線，而是掛Cyrix的皮，把Centaur路線的后續(xù)產(chǎn)品放了進去。

　　之所以用Cyrix的皮，是因為當時Cyrix還是有一定市場占有的。但是因為Cyrix MII時代的高耗電低效能，反而這個名字帶來了反作用，給人了低端的印象。后來的產(chǎn)品就改叫C3了（雖然C的來源這么看還是Cyrix的C，但是已經(jīng)「去Cyrix化」了）。

　　說回VIA這顆名為「CyrixIII」的CPU。1級指令緩存和數(shù)據(jù)緩存各64KB，與W3相同，但依然沒有加入2級緩存（兩年前的Celeron 300A已經(jīng)有2級緩存了），頻率也僅為533～677MHz，因此性能低下是必然的。但最大耗電19.3W與低發(fā)熱也算是成功的地方。自此，VIA帶著Centaur的核心遺產(chǎn)，Cyrix的總線官司換來的x86授權(quán)，開始了低功耗x86 CPU的道路。

參考文章：

CyrixとWinChipを買ってCPU市場に乗り出したVIA (1/4)ascii.jp/elem/000/000/435/435327/