回顧芯片設(shè)計(jì)大神Jim Keller的發(fā)展之路

最近，EE界大神Jim Keller跳槽英特爾，引起了行業(yè)內(nèi)的廣泛討論。因?yàn)樵诖T士滿地跑，博士一大堆的EE領(lǐng)域，只拿著賓夕法尼亞州立大學(xué)電子工程學(xué)士學(xué)位的Jim Keller卻創(chuàng)造了大多數(shù)人都難以達(dá)到的成就，尤其是在微處理器架構(gòu)方面——如AMD過去二十年來兩次挑戰(zhàn)英特爾，還有蘋果A系列的一炮而紅，都與其有密切的關(guān)系。

英特爾這次將其納至麾下，按照英特爾工程長Murthy Renduchintala的說法， 隨著英特爾進(jìn)入異質(zhì)處理與架構(gòu)的世界，正從根本上改變建構(gòu)芯片的方式，可望藉由Keller的能力加速此一轉(zhuǎn)型。Keller也表示，他這輩子的熱情就在于開發(fā)世界上最好的硅產(chǎn)品，未來10年的運(yùn)算演變將讓世界變得很不一樣，很開心能加入英特爾團(tuán)隊(duì)以一同建造以數(shù)據(jù)為中心之運(yùn)算時代的CPU、GPU與加速器產(chǎn)品。

基于Jim Keller以往的輝煌歷程，我們來回顧一下Jim Keller的過往，展望一下他將給英特爾帶來哪些方面的的幫助。

從Alpha處理器到引領(lǐng)AMD對Intel的大反擊

談Jim Keller的職業(yè)生涯，那就必須先談一下DEC和Alpha處理器。

熟悉計(jì)算機(jī)發(fā)展史的讀者應(yīng)該知道，在上個世紀(jì)六七十年代，DEC推動的小型機(jī)曾在市場上掀起了巨大風(fēng)潮。但到了八十年代后期，在SUN的工作站和IBM小型機(jī)的雙重攻擊下，DEC開始走向了九十年代的大潰敗。但在1998年被康柏收購之前，DEC為產(chǎn)業(yè)留下了寶貴的財富：Alpha處理器和人才。

使用RISC設(shè)計(jì)的Alpha處理器是DEC應(yīng)對Mips和Sparc挑戰(zhàn)而推出的產(chǎn)品。當(dāng)時他們優(yōu)先引入了64位設(shè)計(jì)、對超前微架構(gòu)設(shè)計(jì)的理解，對后來的英特爾的微架構(gòu)和超線程有積極的影響。

而Jim Keller在上世紀(jì)九十年代就曾在DEC工作， 并涉足了Alpha處理器項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。這段經(jīng)歷讓他對Alpha處理器獲得了深入了了解，并為后面的經(jīng)歷埋下了伏筆。

在DEC被收購之后，公司大批人才出走，當(dāng)時求賢若渴的AMD CEO Jerry Sanders 立即招募了大量 Alpha 項(xiàng)目的資深工程師，當(dāng)中就包括了 Jim Keller。進(jìn)入了AMD之后，Keller參與了K7處理器的設(shè)計(jì)，并成為后來K8的主架構(gòu)師，由于這開啟了AMD對Intel的大反擊，因此這對Jim Keller的職業(yè)生涯是一個重要加成。

K7是AMD第七代處理器的簡稱，其第一款產(chǎn)品——Athlon處理器是AMD最為成功的產(chǎn)品之一。據(jù)介紹，這個處理器突破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，融合了AMD以前的CPU和DEC Alpha 21264的技術(shù)，打造了出色的設(shè)計(jì)。并憑借超級流水線浮點(diǎn)運(yùn)算單元，結(jié)束了AMD長期以來處理器浮點(diǎn)運(yùn)算能力差的尷尬，并對Intel的奔騰三發(fā)起了沖擊。

據(jù)當(dāng)時的媒體報道，這款產(chǎn)品的綜合性能超越同頻的奔騰III（代號Katamai），讓所有的用戶為止震驚。后來AMD又搶先發(fā)布了1GHz CPU，改變了AMD在世人心中“Intel代工廠”的形象，重新獲得了與Intel同臺競技的機(jī)會和武器。Jim Keller作為此項(xiàng)目的推動者，在此期間也發(fā)揮了重要的作用。雖然K7 的研發(fā)主導(dǎo)者同樣是來自DEC的 AMD 老臣 Dirk Meyer，但Jim Keller的貢獻(xiàn)功不可沒。后來，Jim Keller還主導(dǎo)了K8架構(gòu)核心的研發(fā)，但是在第二年，他在離開了AMD，加入SiByte。但不能否認(rèn)的是，正是他推動的K8開啟了對Intel的最強(qiáng)反擊高潮。

較于前一代產(chǎn)品，K8架構(gòu)中引入AMD64指令集（64位x86）以及處理器芯片內(nèi)置存儲器控制器。由于存儲器控制器內(nèi)置于處理器內(nèi)，處理器和存儲器之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，不再需要繞道北橋芯片，因而有更低的發(fā)送延時和更快的響應(yīng)速率，相較于以前的K7架構(gòu)和對手英特爾當(dāng)時的一眾處理器擁有更佳的存儲器訪問性能。

到了2003年8月，AMD終于發(fā)布了K8的Athlon 64，x86-64技術(shù)在AMD在長達(dá)30多年的技術(shù)競爭史上首次領(lǐng)先對手，打破了以往技術(shù)跟隨與模仿者的形象，用64位處理器證明了自己的實(shí)力，打響了一場全面的反擊戰(zhàn)打響了。而奠定了基礎(chǔ)Jim Keller則早在1999年已經(jīng)轉(zhuǎn)投

值得一提的是，在AMD期間，Keller還主導(dǎo)研發(fā)了 HyperTransport 總線。

轉(zhuǎn)戰(zhàn)PA Semi，助力蘋果A系列芯片一炮而紅

前面提到，Jim Keller在1999年入職了Sibyte，該公司是下一代互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)、音頻與視頻傳輸所使用的硅產(chǎn)品解決方案領(lǐng)域內(nèi)的首要提供商，Keller在其中則負(fù)責(zé)MIPS處理器的研發(fā)。到了2000年，前者被博通收購之后，他也到了博通公司擔(dān)任首席架構(gòu)師，直到2004年，轉(zhuǎn)戰(zhàn)PA Semi，擔(dān)任工程VP。

PA-Semi可能不被大多數(shù)人所知道，但如果我告訴你，蘋果的A系列處理器之所有能夠獲得今天的市場地位和表現(xiàn)，就是因?yàn)樵?008年收購了PA-Semi，。當(dāng)然，這是后話了，我們先來了解一下PA-Semi。這家公司是由Daniel W. Dobberpuhl在2003年創(chuàng)立（老爺子同樣是前面提到的Sibyte的創(chuàng)始人），和Jim Keller一樣，他也曾在DEC工作，同時他還是Alpha 21064 和StrongARM處理器的主設(shè)計(jì)者。

作為芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的絕對大師，Daniel W. Dobberpuhl曾在2003 年獲頒 IEEE Solid State Circuits Award，以表彰他為高性能低功耗芯片領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)?？梢钥隙ǖ氖?，Daniel W. Dobberpuhl在半導(dǎo)體領(lǐng)域的地位是Jim Keller目前難以企及的。不過在加入PA-Semi工作的幾年里，Jim Keller在Daniel W. Dobberpuhl的領(lǐng)導(dǎo)下，繼續(xù)積累了低功耗RISC處理器的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。直到2008年，蘋果將PA-Semi收歸囊中。

收購?fù)瓿珊螅緞?chuàng)始人Dobberpuhl 選擇離開了蘋果，并和那些離開的工程師又一起創(chuàng)立了Agnilux（后被谷歌收購）。Jim Keller則轉(zhuǎn)戰(zhàn)蘋果。被委以重任的他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開拓了蘋果A系列處理器中的開山之作A4和下一代的A5，開啟蘋果的輝煌“造芯”路。

從iPhone的發(fā)展史我們可以看到，在劃時代的iPhone 4發(fā)布之前，蘋果每一代iPhone產(chǎn)品使用的都是第三方的處理器。例如在iPhone 3GS上使用的是ARM Cortex-A8架構(gòu)的Samsung S5PC100處理器。但是到了2010年發(fā)布的iPhone 4，蘋果推出了自主研發(fā)的處理器A4，這也是蘋果首次在iPhone上用上A系列處理器。

后面蘋果A系列在手機(jī)SoC產(chǎn)業(yè)內(nèi)的影響力眾所周知，我就不在贅述，可以看到，PA-SEMI對蘋果的芯片業(yè)務(wù)幫助巨大，而類似Jim Keller這樣的人才，則是成功的另一部分。

重返A(chǔ)MD，助力前東家再造“ZEN”輝煌

最近兩年，AMD公布了全新的ZEN架構(gòu)處理器 Ryzen，憑借全新的設(shè)計(jì)了優(yōu)越的性能，該產(chǎn)品的推出，就引致了市場的熱捧。很多分析師紛紛撰文聲稱，曾經(jīng)的那個AMD終于回來了，Intel在處理器方面的的多年壟斷終于重新有了挑戰(zhàn)，就連AMD公司本身的業(yè)績也有了很大的提升。

據(jù)AMD介紹，“Zen”核心是一款全新設(shè)計(jì)的 x86 處理器，該產(chǎn)品的核心旨在高效利用可用的微架構(gòu)資源來優(yōu)化計(jì)算性能。與前代架構(gòu)相比，三級高速緩存系統(tǒng)和全新的預(yù)讀取算法極大地增加了高速緩存和執(zhí)行引擎的吞吐能力。結(jié)合了高吞吐能力和低功耗方法方面的新思想，打造了一種非常適合于臺式機(jī)、筆記本電腦、數(shù)據(jù)中心和超級計(jì)算機(jī)的多功能平衡架構(gòu)。

Jim Keller正是這個架構(gòu)的主導(dǎo)者。

2012年，Jim Keller宣布重歸AMD，在他入職以后，就被委以重任，肩負(fù)公司下一代CPU架構(gòu)的開發(fā)重?fù)?dān)，重返高端CPU市場。他的開發(fā)成果就是后來讓AMD再次叫板Intel的武器——ZEN。但到了2015年，在Zen處理器的完成了架構(gòu)設(shè)計(jì)，只待后期驗(yàn)證的關(guān)鍵時刻，Jim Keller突然又離開了AMD。

據(jù)坊間傳聞，Keller離開的主要原因在于公司內(nèi)部對CPU和APU發(fā)展方向的不統(tǒng)一，但事實(shí)證明他的決定是正確的。在推出了ZEN相關(guān)處理器之后，AMD公司2018年一季度的業(yè)績上漲了40%。按照Moor Insights＆Strategy的分析師Patrick Moorhead的說法，這主要是由AMD的Ryzen客戶端CPU和APU產(chǎn)品線在臺式機(jī)和筆記本電腦中的銷售帶動了這一增長。

AMD這次的復(fù)蘇，Jim Keller居功至偉。在成功之前轉(zhuǎn)身離去的他則在之后加入了特斯拉，領(lǐng)導(dǎo)一個 50 人組成的小組為特斯拉開發(fā)專用的 AI 芯片。據(jù)媒體當(dāng)時報道，這個 AI 芯片會在未來用于特斯拉電動車中，完成無人駕駛時的運(yùn)算操作。投身AI芯片的研發(fā)。

但最近正處在輿論風(fēng)口浪尖的特斯拉，卻失去了他們的AI芯片領(lǐng)頭人。

加盟英特爾，推動芯片巨頭走向下一個新世代？

正如一開頭所說，Jim Keller在日前正式加盟了英特爾 ，而據(jù)官方新聞稿透露，Jim Keller加入Intel之后的職位是高級VP。之后他將領(lǐng)導(dǎo)英特爾的相關(guān)團(tuán)隊(duì)，聚焦SoC的開發(fā)與集成。

綜合Jim Keeler過往經(jīng)歷，可以預(yù)見他過往的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)將為英特爾開發(fā)低功耗/高效率硬件提供廣泛的支持，甚至也有可能幫助Intel在晶圓廠方面獲取收益。

至于異構(gòu)融合方面。眾所周知，Intel在過去一直在推動CPU+FPGA的結(jié)合，以將其高效地應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心中。到了去年，Intel更是發(fā)布了Embedded Multi-Die Interconnect Bridge（簡稱EMIB）技術(shù)，可以將不同工藝的Die“放”到一個2.5D的封裝里。

如果真的如文章開頭所說，Keller的加盟是為幫Intel整合這些不同的處理器，那么英特爾而言，未來可以打的牌將更加好，更加豐富。

再加上Intel同時延攬了AMD RTG總裁和顯卡首席架構(gòu)師Raja Koduri和AMD全球產(chǎn)品高級主管Chris Hook?？梢钥吹?，英特爾在獨(dú)立顯卡方面的雄心和在產(chǎn)品整合方面的壯志。也讓對英特爾的未來有了更多的期望。