隻手改寫 AMD 與 Intel 爭霸史的男人,處理器遊俠 Jim Keller

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 09 日 7:00 | 分類 名人談 , 晶片 , 處理器 follow us in feedly


劍氣縱橫三萬里,一劍光寒十九洲(註)。

秋,寒風颯颯,單人獨劍的俠客流浪於江湖。這往往只是武俠小說的場景,但在詭譎如江湖的處理器市場,也有一名俠客靠一身功夫周遊天下。他出身歷史悠久的電腦名門,曾為蘋果(Apple)打造 iPhone 的心臟,更兩度單騎救主拯救超微(AMD),改寫處理器行業的歷史。雖然學歷只有電機學士,成就卻海放業界多如繁星的碩士博士。聲名顯赫的他早就能盤據一方,但偏偏孤身流浪在江湖間,他就是處理器界的遊俠 Jim Keller。

出身名門──迪吉多出道

1990 年代的電腦市場還是 IBM、迪吉多(DEC)、惠普(HP)和康柏(Compaq)爭雄的時代,Jim Keller 正來自老牌電腦豪門迪吉多。迪吉多早在 1957 年就創立,並在 1970 和 1980 年代成為技術最頂尖的電腦公司之一。1991 年的迪吉多是全球第二大電腦公司,擁有超過 10 萬名員工,聲勢如日中天。

為了接班輝煌一時但日漸落伍的 VAX 處理器,迪吉多在 1989 年開始研發後來影響深遠的 Alpha 處理器架構。1992 年推出的 Alpha 處理器是第一個非 32 位元擴充,純粹 64 位元的處理器架構。這款處理器帶給研發團隊重要的經驗,Jim Keller 也參與 Alpha 21164 和 Alpha 21264 兩代處理器的設計,奠定未來行走江湖的基礎。可惜性能優異的 Alpha 處理器在市場失利,無法阻止迪吉多的殞落。

▲ 迪吉多開發的 Alpha 21164 處理器晶片。(Source:Appaloosa [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

大型電腦走向個人電腦的趨勢讓迪吉多招架不住,一連串虧損讓迪吉多在 1998 年被康柏電腦收購而走入歷史。雖然康柏沒放棄 Alpha 處理器,但不少才華洋溢的工程師離開團隊,Jim Keller 也在此時離開沒落的師門,踏出闖蕩武林的第一步。

雙雄爭霸──AMD 對決 Intel

迪吉多的人才出走都看在 AMD 執行長 Jerry Sanders 的眼裡,這對他可說是天賜良機。「人才第一,產品和獲利都會隨之而來」,是這位豪邁 AMD 掌門人的名言,他自然不會錯過這批武功卓絕的高手,讓 Jim Keller 在內的迪吉多 Alpha 團隊成員將天賦帶到加州。

1986 年英特爾(Intel)為了獨佔處理器市場而撕毀與 AMD 的協議,拒絕提供 i386 處理器的技術。這不只終結雙方 4 年的合作關係,更開啟兩大門派 30 年的龍爭虎鬥。AMD 的資本和技術都不如 Intel,開戰後只能以低價和高性價比搶佔部分市場,但始終一路挨打。AMD 只能貼著「次級品」和「複製品」的標籤,在 Intel 的陰影下苟且偷生。然而黑夜後終將黎明,Alpha 團隊的援軍即將吹響反攻號角,號角的名字就叫 K7。

由 1996 年就從 Alpha 團隊帶槍投靠的 Dirk Meyer 領軍,整合前一代 K6 處理器團隊和迪吉多的外援,設計全新 K7 處理器架構。團隊一員的 Jim Keller 除了提供 Alpha 處理器的經驗,還開發 HyperTransport 匯流排技術提高通訊速度,立下赫赫戰功。1999 年 6 月 K7 處理器以速龍(Athlon)之名登場,以 Alpha 21264 處理器為基礎成功融合 AMD 自家技術,成為當時速度最快的處理器,銷售也大有斬獲。

▲ 領軍 K7 的 Dirk Meyer 後來成為 AMD 的執行長,不過不到 3 年就黯然下台。(Source:達志影像)

K7 一役嶄露頭角的 Jim Keller 旋即接下主導 K8 處理器架構的重任,化身對抗 Intel 的神兵利器。K8 處理器架構站在 K7 的肩膀上,增添兩項突破性變革。首先是將記憶體控制器設計在處理器內部,讓過去需要繞道北橋晶片傳輸資料的記憶體和處理器直接互通,大大節省傳輸時間,連帶提升處理器效能。第二是 Jim Keller 帶領團隊設計出第一個 64 位元的 x86 指令集,也就是日後成為主流的 x86-64。作為率先引入 x86-64 的處理器架構,K8 堪稱 AMD 的重大里程碑,象徵過去只能看著 Intel 車尾燈的 AMD,首度躍居業界的創新者。

AMD 以殺手鐧 Athlon 在市場上大破內憂外患夾擊下的 Intel,並在 2003 年乘勝追擊推出 K8 處理器第一代產品 Athlon 64,徹底壓制 Intel 的奔騰 4(Pentium 4)處理器。Intel 執行長甚至被逼得為了取消新處理器上市而道歉,AMD 的鋒頭一時無兩。擊潰 Intel 的頭號功臣 Jim Keller 並未留戀於勝利,反而在 1999 年 K8 處理器架構完善後就離開 AMD,如遊俠一般事了拂衣去,深藏身與名。

▲ Athlon 處理器是 AMD 扭轉公司命運的關鍵。(Source:Wikipedia

闖蕩江湖──從 SiByte 到 PA Semi

擊敗 Intel 後 Jim Keller 加入前輩的 MIPS 處理器公司 SiByte。SiByte 的創辦人兼執行長 Daniel W. Dobberpuhl 曾是迪吉多資深工程師,領導前三代 Alpha 處理器團隊,更在 1998 年被雜誌封為「塑造半導體業未來的 40 人」之一。Jim Keller 轉戰 SiByte 不久後,半導體大廠博通(Broadcom)就在 2000 年收購 SiByte,他也成為博通的首席處理器架構師。

大前輩 Dobberpuhl 在 2003 年以設計高速低功耗微處理器獲得固態電路獎,這個獎項被視為業界最高榮譽,也象徵他大師級的地位。當時近 60 歲的他衝勁不減,得獎同年就離開博通創辦半導體公司 PA Semi,隔年 Jim Keller 也從博通跳槽 PA Semi。他在 PA Semi 累積研發 Power 架構處理器的經驗,直到公司再度被收購。買下 PA Semi 和整個研發團隊的不是別人,正是準備稱霸科技業的蘋果。

▲ Dobberpuhl(右)在處理器業界地位崇高。(Source:Illinois

武林第一門派──蘋果君臨天下

或許是想挑戰不同領域,也可能只是浪子情懷作祟,Jim Keller 離開迪吉多後再也不曾在同家公司待滿 5 年。漂盪於電子業江湖的他,總在成功後轉身尋找下個戰場。2008 年在 PA Semi 工作 4 年後,隨著收購案改為新東家蘋果效力。

PA Semi 收購案一傳出,媒體不約而同的猜測蘋果試圖擺脫對三星(Samsung)的依賴,想自行設計處理器。收購案前一年蘋果推出首款 iPhone,揭開智慧型手機時代的序幕。當時蘋果根本沒有設計晶片的人,遑論在產品上搭載自家晶片,只能使用三星的晶片。iPhone 一炮而紅後,為了讓 iPhone 有更強的心臟並組建自己的團隊,蘋果看上研發陣容堅強的 PA Semi,這支勁旅也成為未來蘋果晶片設計團隊的核心。

蘋果的成功自然有賴劃時代的設計和軟體,但強大的晶片也功不可沒。Jim Keller 和 PA Semi 的人馬加入後,蘋果端出了系統單晶片(SoC)處女作 A4。A4 最初應用於新產品 iPad,後來用到 iPhone 4 身上。Jim Keller 和團隊在 A4 後設計出蘋果第一個雙核心處理器晶片 A5,A5 同樣先用於 iPad 2,後來應用到 iPhone 4X 和 iPad mini 等其他產品。A5 採用 ARM Cortex A9 架構,傲人的雙核心和大幅升級的繪圖晶片(GPU)讓 A5 擁有剽悍的性能。換上 A5 心臟的 iPad 2 效能號稱是初代 iPad 的兩倍,更狠狠打趴所有當時的 Android 平板。

▲ 從 iPad 的 A4 以來,蘋果的晶片已經卓然成家。(Source:Flickr/Mike Lee CC BY 2.0)

正當蘋果準備從 ARM 公版架構的 Cortex A 轉移到自主架構的 Swift,進入新一代 A6 處理器時,Jim Keller 跳下蘋果這艘升空的火箭再度展開冒險,等待他的是熟悉不過的戰場。

單騎救主──強勢回歸 AMD

2012 年 8 月 1 日,AMD 任命 Jim Keller 擔任執行副總裁暨處理器首席架構師,正式宣告處理器遊俠的鳳還巢。回到闊別十多年的老東家,昔日帶隊設計 K7 的 Dirk Meyer 已經遠去,AMD 更被宿敵 Intel 踩在腳底。當年 AMD 絕地逆襲後叱咤一時,甚至有徹底翻盤的態勢,不過 2006 年局勢起了變化。Intel 開啟鐘擺戰略大步追趕,讓 AMD 短暫的優勢灰飛煙滅,打得 AMD 賣掉晶圓廠才能苟延殘喘。AMD 後續主打的推土機(Bulldozer)系列架構又被 Intel 全面擊潰,淪為市場和用戶的笑柄。

▲ Jim Keller 重回 AMD 開啟史詩級的反攻。(Source:AMD

窮途末路的 AMD 一般人大概避之唯恐不及,Jim Keller 卻選擇在最慘烈的時刻回歸,帶領 AMD 背水一戰。重返 AMD 的 Jim Keller 已非壯年,而是步向衰老的 53 歲中年,但他還是救世主般一肩扛起全新微架構處理器 ZEN 的開發,並主導 ARM64 架構 K12 的研究。他將從推土機開始引入的 CMT 技術砍掉重練,改用死對頭 Intel 的 SMT(同時多執行緒)技術。ZEN 核心處理器比前一代的挖掘機(Excavator)架構效能提升 52%,並設計全新暫存系統,功耗和散熱也表現優異。

2017 年 ZEN 處理器架構的產品銳龍(RYZEN)上市,不只宣告 AMD 的復活,更終結 Intel 宰制處理器市場的時代。RYZEN 的橫空出世強勢衝擊 Intel 的霸業,強大性價比海放 Intel 產品並席捲處理器市場。過去 AMD 的崩盤讓 Intel 在市場姿態甚高,新產品升級的幅度像擠牙膏而被用戶戲稱為「牙膏廠」。來勢洶洶的 RYZEN 讓 Intel 收起難看的嘴臉大力促銷,Core i7-6950X 甚至一口氣調降 300 美元,可見 RYZEN 帶給 Intel 壓力之大。此後 AMD 高歌猛進,剩下的就是進行式了。

▲ RYZEN 讓瀕死的 AMD 再度逆襲 Intel。(Source:AMD

未完待續

讓 AMD 浴火重生的 Jim Keller 呢?他又走了。如同當年沒看到 K8 完成就離開,他在 ZEN 架構基本完成的 2015 年 9 月再次引退。原本傳聞 Jim Keller 將加入三星,最終他在 2016 年投入 Elon Musk 麾下,出任特斯拉(Tesla)的自動駕駛硬體工程副總裁。不過 Jim Keller 沒在特斯拉待太久,任職一年多又重返處理器戰場,只是這次轉向另一邊。

Intel 在 2018 年 4 月宣布 Jim Keller 將加入並擔任資深副總裁,負責所有矽產品的開發。「Jim 是業界最受尊敬且富有遠見的微處理器架構師,也是最近加入 Intel 的頂尖科技人才。」Intel 用戶端與物聯網及系統事業群總裁 Murthy Renduchintala 這麼說。遊歷各處的他已成為一代宗師,並兩度於危難中救主,隻手改寫處理器產業的歷史。雖然已經高齡 60 歲,加入 Intel 的 Jim Keller 繼續迎向下一個挑戰。遊俠的江湖,未完待續。

註:引用自古龍《三少爺的劍》。

(首圖來源:AMD

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