硬科技:為何Intel的競爭者還是如此辛苦?

2020.08.31 03:06PM
照片中提到了A HISTORY OF PC INNOVATION、(intel、Ever since Morris Tanenbaum launched the Silicon Age with the fabrication of the first silicon transistor at Bell Labs in 1954, the PC has undergone,跟英特爾有關,包含了英特爾歷史、英特爾4004、電腦、中央處理器

筆者在很久以前曾撰文簡單探討「那票研製x86指令集相容處理器的廠商,都難以與x86本家Intel競爭」,直接或間接的導致今日只剩下AMD是唯一上的了檯面的對手,台灣VIA(美國Centaur)和俄羅斯Elbrus則幾乎毫無存在感。

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但不久前Apple總算昭告天下,自家的「Apple Silicon」將逐步取代Mac個人電腦裡面的Intel處理器,就讓人想起昔日眾多的「RISC諸神」,像SGI繪圖工作站的MIPS、Sun伺服器工作站的UltraSPARC、HP SuperDome的PA-RISC、1990年代的效能王者DEC Alpha,一個個默默的消失於歷史的洪流之中。時下僅剩IBM Power碩果僅存,連Fujitsu的SPARC64還能走多遠都略有疑問。

這些曾經叱吒一時的高階RISC處理器,為何難以與Intel為首的x86陣營競爭,是一個很簡單又很複雜的議題,充滿了環環相扣的關鍵元素。不學無術的筆者只好再次野人獻曝,嘗試用1500字的標準篇幅,讓各位科科了解某鮮為人知的殘酷真相,並建立起自行思考Apple Silicon成敗與否的思想準備。

天字第一號理由:沒有微軟Windows走不進個人電腦市場

x86指令集相容性的最重要價值只有1條:微軟Windows,這也是那票以高階伺服器和工作站為起點的RISC指令集處理器,難以將市場擴展到在1990年代開始蓬勃發展的個人電腦。

其實x86指令集相容處理器打從一開始,也並非被微軟認定為真命天子,不提繪圖晶片傳奇廠商Intergraph曾自行將Windows NT 3.51移植到SPARC,微軟官方也曾推出PowerPC、Alpha與MIPS的Windows NT 4.0,而DEC更曾發展出將x86轉譯成Alpha的FX32!二進位碼轉換器。

但這些廠商都太晚意識到個人電腦市場對他們可以「永續發展」的重大價值,一度最有機會搶在Itanium之前取代x86的Alpha,更因Compaq併購DEC後的愚蠢決策(只看眼前Alpha系統的出貨作業系統裝機率,卻沒有思考未來的市場發展趨勢),自行放棄了Windows相容性這張護身符。這讓他們難以「把餅做大」,更使其陷入了另一個陷阱:俗稱摩爾第二定律的「洛克定律(Rock’s Law)」。

節節高升的製造設備投資與產品研發經費

在1986年,Intel用來生產25萬個電晶體組成的386處理器,使用的晶圓廠造價是2億美元。10年之後,製造550萬個電晶體的Pentium Pro,晶圓廠的價格就激增到20億美元。時至今日,尖端製程的晶圓廠更是百億美元起跳,台積電用來生產7nm製程產品的中科Fab15,前前後後投資了超過100億美元,而5nm製程的南科Fab18,總投資金額更高達250億美元。

所以基於長期觀察業界趨勢而得出的「摩爾第二定律」,重點在於「晶圓廠的建造成本每4年就會倍增」,也確立了今天只剩下台積電、Intel和Samsung還留在先進製程軍備競賽的擂台。

照片中提到了Moore's Law 2 (Rock's Law) - continue、$100,000、EUV - Stepper,包含了角度、熱芯片、摩爾定律、中央處理器、鈍化

更精密複雜的高階晶片,其研發經費亦不遑多讓,動輒3到5年的全新產品開發期,意謂著燒掉更多的人事成本和驗證費用。Intel在1990到1995年之間開發Pentium Pro,估計燒掉1.5億美元。從1995年到2000年打造的初代Pentium 4,號稱動員5000名工程師與10億美元的開銷。相對於汎用處理器「看起來比較簡單」的GPU,創GPGPU之先河的NVIDIA G80,從2002年到2006年的4年間,也吃掉5億美元。

同場加映Intel在14nm製程「擠牙膏」期間,研發一款「現有微架構的處理器晶粒」要多少錢:研發5000萬美元,驗證3200萬美元。

更驚人的是「地球上最高階伺服器處理器」的IBM Power9系列,先先後後出現3個版本,加上系統架構與相關軟硬體,則是「30億」美元。各位科科也不用過度指責IBM在Power9「連擠3次牙膏」到今年夏天才要發表Power10,沒回收鉅額投資前,論誰都會想要裝死。

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這年頭沒量就絕對活不下去

沒有夠大的出貨量去攤平這些資本支出,根本難以為繼。Intel可支配95%的伺服器市場,也是建立在龐大的個人電腦市場之上。在個人電腦年度出貨量抵達1億台的1998年,Intel剛好發表Xeon品牌,真的一點都不是偶然。走不進個人電腦市場的RISC諸神就這樣一個個不見了。

Apple有那個膽子去衝自家個人電腦(以及Mac Pro需要的工作站等級處理器),也是看在每年2.6億支iPhone和5000萬台iPad的份上,但即使「基本盤」如此雄厚,依然難逃來自外界的質疑眼光,因為貨真價實的高階產品,門檻就是擺在那邊,ARM指令集再怎麼簡潔易於實作產品,當處理器複雜度到達某個程度,該省的就是省不掉,想必不少科科早就注意到那票「ARM伺服器處理器」好像也沒省電到哪裡去。

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總之,眾人的目光都聚焦在Apple的下一步,也許讓各位科科看著科科笑的科科文即將傾巢而出了,科科。

2 則回應

  • 可以寫一篇蔡司如何打敗Nikon和Canon,獨占EUV微影鏡頭
    2020-08-31
  • 可以寫一篇蔡司如何打敗Nikon和Canon,獨占EUV微影鏡頭
    2020-08-31