英特爾與AMD的前30年競(jìng)爭(zhēng)

這兩家半導(dǎo)體巨頭之間的競(jìng)爭(zhēng)可以追溯到半個(gè)多世紀(jì)前。

在 2006 年的英特爾技術(shù)展上，時(shí)任高級(jí)副總裁、現(xiàn)任首席執(zhí)行官的 Pat Gelsinger 博士登錄臺(tái)上的一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行演示。他的密碼是“我討厭 AMD”。這兩家半導(dǎo)體巨頭之間的競(jìng)爭(zhēng)可以追溯到半個(gè)多世紀(jì)前。在本文中，我們將探索這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的前 30 年。
微處理器

在 1960 年代，大多數(shù)計(jì)算機(jī)在分立的專用邏輯芯片中運(yùn)行其邏輯功能。但人們很快意識(shí)到，如果想要實(shí)用的、大規(guī)模的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，那么就需要一些標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化。

英特爾在 1968 年成立時(shí)的初衷是開(kāi)拓半導(dǎo)體內(nèi)存市場(chǎng)。他們創(chuàng)造了特殊的內(nèi)存芯片，如 RAM 和 ROM，這些芯片可以滿足大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中特定的內(nèi)存需求。這將系統(tǒng)的記憶功能從它的邏輯功能中分離出來(lái)。英特爾將這些控制邏輯功能也整合到一個(gè)芯片中并不是一個(gè)很大的步驟。

在 1971 年 11 月，英特爾推出了第一款商用微處理器——英特爾 4004。這款 4 位芯片取代了之前的六款芯片。4004 最初是為計(jì)算器制造的，它設(shè)定了邏輯微處理器的基本原則：獲取指令、執(zhí)行它們，然后存儲(chǔ)結(jié)果。

當(dāng)時(shí)的一則廣告說(shuō)：“宣告集成電子的新紀(jì)元”。

在接下來(lái)的幾年里，英特爾交付了該設(shè)備的新版本——提高了吞吐量并降低了成本。其中包括 1972 年的 8008、1974 年的 8080 和 1976 年的 8085。一項(xiàng)顯著的成就是 8080，英特爾的第二代微處理器，也是第一款從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)為微處理器的產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)師很快將其應(yīng)用到他們的產(chǎn)品中。例如，Altair 8800 微型計(jì)算機(jī)套件是最早取得商業(yè)成功的個(gè)人計(jì)算機(jī)之一。比爾蓋茨為 Altair 8800 編寫(xiě)了微軟的第一個(gè)產(chǎn)品——BASIC 解釋器。

當(dāng)時(shí)其他著名的第二代微處理器包括 Zilog 的 Z80、摩托羅拉的6800和AMD 的 Am9080。

AMD

1975 年，即 8080 發(fā)布一年后，AMD 開(kāi)始生產(chǎn)英特爾市場(chǎng)領(lǐng)先的 8080 微處理器的未經(jīng)授權(quán)的第二來(lái)源：Am9080。

這是 AMD 早期戰(zhàn)略的一部分。一開(kāi)始，像軍方這樣的大買(mǎi)家——以及后來(lái)的通用電氣、霍尼韋爾和 IBM——不愿意使用特定的芯片，除非他們知道他們可以從多個(gè)來(lái)源購(gòu)買(mǎi)它。

這有真正的原因。Fairchild 最終落得如此下場(chǎng)的原因之一是工作質(zhì)量低劣——芯片中存在微裂紋。二次采購(gòu)也讓買(mǎi)家可以從更多的供應(yīng)商那里購(gòu)買(mǎi)，增加了一點(diǎn)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。因此，AMD 在早期尋求成為這些買(mǎi)家的可靠、高質(zhì)量的第二來(lái)源供應(yīng)商。

通常情況下，AMD 會(huì)在未經(jīng)原始芯片制造商授權(quán)的情況下進(jìn)行二次采購(gòu)。因此，他們通過(guò)逆向工程獲得了該芯片的設(shè)計(jì)。AMD 的 8080 逆向工程始于雙胞胎 Kim 和 Shawn - 后來(lái)是 Ashawna - Hailey。他們是逆向工程愛(ài)好者，是從施樂(lè)公司的一位同事那里學(xué)來(lái)的愛(ài)好。

這對(duì)雙胞胎拍攝了大約 300-400 張去蓋的預(yù)生產(chǎn)英特爾 8080 照片，他們遇到了非常感興趣的 AMD。AMD給了他們一個(gè)團(tuán)隊(duì)，一年后，他們生產(chǎn)出了Am9080。

Am9080 的生產(chǎn)成本很低，每個(gè)大約 50 美分，在軍用市場(chǎng)上的售價(jià)高達(dá) 700 美元。這是一項(xiàng)偉大的業(yè)務(wù)，AMD 成為僅次于英特爾本身的最大 8080 銷售商。

Microcode

英特爾對(duì)這種未經(jīng)授權(quán)的逆向工程并不是特別滿意。但那時(shí)候，法律認(rèn)為計(jì)算機(jī)硬件——與軟件不同——只能獲得專利而不能受版權(quán)保護(hù)。有了專利，事情很容易演變成徹底的、徒勞的專利戰(zhàn)。然后在 1976 年，英特爾宣布他們將在他們的芯片中安裝微代碼。微碼是指機(jī)器代碼級(jí)別的指令。它們被制造為芯片的一部分，并獨(dú)立于操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件直接控制其功能。

今天，我們可能會(huì)稱它為固件。當(dāng)時(shí)，人們不確定微碼應(yīng)該被視為軟件還是硬件，它具有兩者的特點(diǎn)。但英特爾認(rèn)為它是軟件，并急于獲得版權(quán)。

受版權(quán)保護(hù)的微碼的存在使得未經(jīng)授權(quán)的二次采購(gòu)變得更加困難。芯片保護(hù)法后來(lái)于 1984 年完全禁止將其用于商業(yè)用途。因此，AMD 和英特爾于 1976 年達(dá)成了專利交叉許可協(xié)議。

這兩家公司當(dāng)時(shí)有點(diǎn)兄弟般的關(guān)系。英特爾創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)鮑勃諾伊斯和 AMD 首席執(zhí)行官杰里桑德斯是好朋友。據(jù)推測(cè)，兩人在桑德斯家中的一次派對(duì)上對(duì) 1976 年的交易產(chǎn)生了動(dòng)搖。桑德斯長(zhǎng)期以來(lái)一直仰慕諾伊斯，并承認(rèn)英特爾的領(lǐng)導(dǎo)地位。

除了 8080 之外，AMD 還在英特爾的幫助下繼續(xù)采購(gòu) 8085。之后，他們繼續(xù)前進(jìn)，并在幾年后與 Zilog 就他們的 Z8000 微處理器達(dá)成了二次采購(gòu)協(xié)議。AMD曾對(duì)這款產(chǎn)品寄予厚望，但未能達(dá)到銷售預(yù)期。很大程度上是因?yàn)榇嬖诹硪环N芯片——英特爾 8086。

簽署 1982 年協(xié)議

8086 于 1978 年發(fā)布，是第一款帶有微碼的英特爾芯片。它開(kāi)始作為臨時(shí)填充。英特爾最初尋求構(gòu)建它所謂的 8800 系列，這是一種雄心勃勃的“微型主機(jī)”類型的處理器。

當(dāng) 8800 系列落后于計(jì)劃時(shí)，他們沖出了 8086。它賣得很好，但就像我說(shuō)的，大客戶不會(huì)接受沒(méi)有第二個(gè)來(lái)源的芯片。

隨著此時(shí)半導(dǎo)體生產(chǎn)能力變得越來(lái)越昂貴，這并不容易。一開(kāi)始，英特爾有 8086 的早期國(guó)內(nèi)來(lái)源——德克薩斯州的 Mostek。但隨后在 1980 年，Mostek 的首席執(zhí)行官通知英特爾，他們將放棄第二采購(gòu)協(xié)議，轉(zhuǎn)而選擇摩托羅拉——當(dāng)時(shí)英特爾的宿敵。

國(guó)內(nèi)的第二來(lái)源是必要的。大約在這個(gè)時(shí)候，英特爾剛剛與 IBM簽署了一份合同，該產(chǎn)品最終將成為個(gè)人電腦或 PC。IBM PC 于 1981 年 8 月發(fā)布，最初的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了所有人的預(yù)期。人們被列入等候名單數(shù)月之久。IBM 采購(gòu)部門(mén)隨后介入并推動(dòng)英特爾尋求國(guó)內(nèi)第二來(lái)源。

英特爾與德國(guó)西門(mén)子和日本富士通簽署了協(xié)議，但這些公司無(wú)法制造 8086 或類似的 8088。整個(gè)過(guò)程非常繁瑣，以至于英特爾決定與第二來(lái)源進(jìn)行更持續(xù)的合作。IBM 建議使用 AMD，但正如筆者提到的，AMD 已經(jīng)在與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 Zilog 合作。所以鮑勃·諾伊斯去見(jiàn)杰里·桑德斯，試探一下。

正如所設(shè)想的那樣，這是一種互惠互利的產(chǎn)品交換，基于這些產(chǎn)品的復(fù)雜性和設(shè)計(jì)工作——如公式所定義的那樣。目標(biāo)是確保英特爾在不放棄整個(gè)櫥柜的情況下?lián)碛屑磿r(shí)的第二來(lái)源。

二次采購(gòu)協(xié)議本應(yīng)持續(xù)十年。但僅僅幾年后，麻煩就開(kāi)始醞釀了。協(xié)議覆蓋8086，這個(gè)好辦。AMD 寫(xiě)了一張支票，英特爾將產(chǎn)品轉(zhuǎn)給第二采購(gòu)商，這也沒(méi)有問(wèn)題。

但是在交換的過(guò)程中，英特爾發(fā)現(xiàn)AMD這邊沒(méi)有什么他們能得到或者想要的。因此，他們將交易修改為“借出”一些“復(fù)雜性點(diǎn)”，這些點(diǎn)將通過(guò)更高的特許權(quán)使用費(fèi)償還。

這是一種越來(lái)越強(qiáng)烈的感覺(jué)，即 AMD 比英特爾從這項(xiàng)安排中獲益更多。AMD 獲得了 x86 微處理器等越來(lái)越有價(jià)值的產(chǎn)品的許可，而作為回報(bào)，英特爾獲得了市場(chǎng)潛力很小的外圍設(shè)備的許可。

單一來(lái)源

1985 年 10 月出現(xiàn)了 英特爾80386 或簡(jiǎn)稱 386（筆者將在本文中使用這個(gè)名稱）。186 和 286 并不是市場(chǎng)上最好的產(chǎn)品，但 386 是完全不同的故事。它不僅比 286 更快，而且還具有 32 位地址，這使其能夠處理 PC 圖形用戶界面的更高內(nèi)存需求。386 為 Compaq Deskpro 386 提供動(dòng)力，這是一款功能強(qiáng)大的 PC 產(chǎn)品，從 IBM 手中奪走了個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。

英特爾當(dāng)時(shí)采取的另一項(xiàng)重大舉措是決定不為 386 提供二次采購(gòu)。在內(nèi)部引起爭(zhēng)議，這是半導(dǎo)體歷史上的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略決策。

半導(dǎo)體經(jīng)濟(jì)正在發(fā)生變化。晶圓廠開(kāi)始花費(fèi)更多，而且將設(shè)計(jì)交給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手變得越來(lái)越?jīng)]有意義。

第一次沖突

有三個(gè)主要原因促使英特爾做出單一來(lái)源 386 的決定。

第一個(gè)是 IBM 想在內(nèi)部進(jìn)行微處理器制造。他們對(duì) 386 不感興趣，他們根據(jù)他們收到的舊版 286 的許可創(chuàng)建了自己的設(shè)計(jì)。

第二個(gè)是 AMD 沒(méi)有提供英特爾想要的任何東西來(lái)?yè)Q取 386 設(shè)計(jì)，公司代表來(lái)來(lái)回回。AMD 爭(zhēng)辯說(shuō)他們的產(chǎn)品非常好，而英特爾有“非發(fā)明綜合癥”，抵制產(chǎn)品只是因?yàn)樗鼈儾皇莾?nèi)部設(shè)計(jì)的。另一方面，英特爾認(rèn)為那些 AMD 產(chǎn)品一文不值，并且 AMD 生產(chǎn)的產(chǎn)品過(guò)于復(fù)雜，只是為了玩弄協(xié)議中的復(fù)雜性因素等式。

第三個(gè)是386 會(huì)賺很多錢(qián)。在不斷發(fā)展的 PC 行業(yè)的推動(dòng)下，作為 386 的唯一來(lái)源將為英特爾帶來(lái)超過(guò) 10 億美元的收入。毛利率在 80-90% 之間。

惡化的關(guān)系

兩家公司之間兄弟般的早期關(guān)系逐漸消失。桑德斯，曾經(jīng)是個(gè)浮夸的銷售員，對(duì) AMD 的 Am286（兼容 286 的第二個(gè)來(lái)源）吹噓得有點(diǎn)過(guò)頭了，這激怒了英特爾的人。

安迪·格羅夫 (Andy Grove) 于 1987 年從鮑勃·諾伊斯 (Bob Noyce) 手中接過(guò)英特爾的領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，為這家芯片巨頭帶來(lái)了一種全新的、更為強(qiáng)硬的態(tài)度。

事情終于沸騰了。面對(duì)僵局，AMD 援引合同中的一項(xiàng)條款，將有關(guān) 386 和數(shù)學(xué)協(xié)處理器 8087 的爭(zhēng)議提交給獨(dú)立仲裁員。英特爾試圖避免這樣的事情。

最終在 1987 年 4 月，AMD 向加利福尼亞高等法院提出申請(qǐng)，要求進(jìn)行仲裁，法院批準(zhǔn)了仲裁。作為回應(yīng)，英特爾終止了 1982 年的第二采購(gòu)協(xié)議，并提前一年發(fā)出通知。

Am386

仲裁聽(tīng)證會(huì)持續(xù)了近五年的時(shí)間。

最終在 1990 年，中立仲裁員——退休法官 J. Barton Phelps——發(fā)現(xiàn)英特爾違反了 1982 年的合同。似乎得到驗(yàn)證，那一年 AMD 開(kāi)始銷售其 Am386——英特爾 386 芯片的逆向工程版本。

英特爾聲稱由于一個(gè)有趣的巧合而發(fā)現(xiàn)了這款芯片。AMD 已將有關(guān) Am386 的文檔發(fā)送給了住在桑尼維爾希爾頓酒店的 PC 產(chǎn)品營(yíng)銷總監(jiān)。

無(wú)論如何，碰巧一位同名的英特爾員工——一名現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師——當(dāng)時(shí)也住在桑尼維爾希爾頓酒店。兩人甚至在同一時(shí)間退房。酒店收到了 Am386 文檔并將它們轉(zhuǎn)發(fā)給了錯(cuò)誤的人——英特爾員工。

這就是英特爾收到文件的故事。一個(gè)有趣的、瘋狂的巧合吧？AMD 方面并不完全相信這個(gè)故事，并懷疑存在不當(dāng)行為或間諜活動(dòng)。

不管怎樣，英特爾——現(xiàn)在意識(shí)到它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手正在將 386 競(jìng)爭(zhēng)者推向市場(chǎng)——很快就追趕 AMD 的產(chǎn)品名稱中有 386。但作為第二來(lái)源的 AMD 以前也曾走這條路，法官支持他們關(guān)于“386”是一個(gè)通用術(shù)語(yǔ)的斷言——這使得 Am386 最終于 1991 年 3 月上市，比其前任英特爾公司晚了大約六年。

這一裁決導(dǎo)致英特爾完全放棄了數(shù)字綽號(hào)。他們將芯片重新命名為 英特爾386 或 i386 - 可以注冊(cè)商標(biāo)。

兩代之后，他們開(kāi)始將“86”系列芯片稱為“奔騰”。應(yīng)該是這樣的。但英特爾想探索每一條合法途徑，以阻止 AMD 將 x86 產(chǎn)品推向市場(chǎng)。

在這里我想暫停一下，再談?wù)勎⒋a。

還記得我說(shuō)的微碼嗎？盡管有硬件和軟件的某些方面，英特爾堅(jiān)持認(rèn)為它完全是軟件，因此受版權(quán)保護(hù)。1989 年，一名法官將在一起重大法庭案件中證實(shí)英特爾的主張。

一直追溯到 1976 年，日本計(jì)算機(jī)制造商 NEC 與英特爾簽署了專利交換協(xié)議——類似于 AMD 的協(xié)議。

NEC 后來(lái)不僅生產(chǎn)了 8086 和 8088 的第二源設(shè)計(jì)，他們還生產(chǎn)了自己的兼容 英特爾的微處理器——NEC V20 和 V30。英特爾對(duì)此表示抱怨。該協(xié)議允許 NEC 復(fù)制硬件。但是微碼呢？

1984年，NEC和英特爾就此問(wèn)題告上法庭。經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的五年，法院最終裁定微代碼可以受版權(quán)保護(hù)，盡管 NEC 并未侵犯該特定版權(quán)。英特爾輸?shù)袅四菆?chǎng)戰(zhàn)斗，但他們贏得了這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。

在 1989 年 NEC 法庭案件發(fā)生后的第二年，英特爾針對(duì) AMD 的 80C287 對(duì) AMD 提起了微碼版權(quán)訴訟，這是一種與較舊的 286 處理器一起工作的數(shù)學(xué)協(xié)處理器。

一年后的 1991 年 10 月，他們還對(duì) AMD 提起了另一項(xiàng)類似的訴訟，試圖阻止 Am386 的銷售。

兩年后的 1993 年，英特爾針對(duì) AMD 的 Am486 處理器再次提起微代碼訴訟。該芯片與 英特爾486 兼容，后者是 386 的更高性能后繼產(chǎn)品。AMD 使用所謂的“潔凈室”程序開(kāi)發(fā)了 AM486。這是一種獨(dú)立逆向工程產(chǎn)品的方法，IBM PC 制造商以前使用該產(chǎn)品成功地重新實(shí)現(xiàn)了 PC 的 BIOS。英特爾還是起訴了

六起針對(duì)彼此的訴訟

在整個(gè) 1990 年代初期，AMD 和英特爾之間有六起針對(duì)彼此的訴訟。其中三個(gè)案例與微碼有關(guān)——數(shù)學(xué)協(xié)處理器、386 處理器和 486 處理器的微碼。

AMD 在 1991 年和 1992 年對(duì)英特爾提起了另外兩起訴訟。第一起是聯(lián)邦反托拉斯訴訟，指控英特爾試圖確保壟斷。

這一特殊案例對(duì)臺(tái)灣計(jì)算機(jī)和主板制造業(yè)產(chǎn)生了重大影響。AMD 進(jìn)行了干預(yù)并設(shè)法阻止了英特爾將排他性協(xié)議強(qiáng)加給這些制造商。

然后還有關(guān)于 1982 年第二采購(gòu)協(xié)議的 AMD-英特爾仲裁。早在 1990 年，中立仲裁員就發(fā)現(xiàn)英特爾違反了 1982 年的第二采購(gòu)協(xié)議。英特爾打算破壞合同，拒絕任何 AMD 產(chǎn)品進(jìn)行交換，并對(duì) AMD 保密。但 AMD 未能跟上半導(dǎo)體趨勢(shì)并沒(méi)有給自己帶來(lái)任何好處。當(dāng)他們說(shuō) AMD 當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品并不是英特爾真正想要的東西時(shí)，英特爾并沒(méi)有撒謊。

此外，AMD 還向英特爾提供舊調(diào)制解調(diào)器芯片，同時(shí)已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售新芯片，這也違反了誠(chéng)信契約。

在隨后于 1992 年舉行的聽(tīng)證會(huì)上，仲裁員判給 AMD 1500 萬(wàn)美元以及對(duì)英特爾 386 芯片的永久、免版稅、非獨(dú)家權(quán)利。他還將 1982 年的協(xié)議延長(zhǎng)了兩年。這一最終裁決旨在允許 AMD 出售 386。但英特爾在法庭上對(duì)仲裁員的決定提出上訴——認(rèn)為他已經(jīng)超出了他的界限。

然后，此案將通過(guò)法律制度審理數(shù)年，曲折比比皆是。加州上訴法院推翻了仲裁員的決定，但 AMD 就此提出上訴，依此類推。

終于在市場(chǎng)上

上法庭讓 AMD 最終將 Am386 推向市場(chǎng)。這很好，因?yàn)?Am386DX 型號(hào)賣得很好，盡管進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間比其英特爾同類產(chǎn)品晚了五年。

該芯片在功能上與 英特爾386 相同。但由于 AMD 使用稍微更先進(jìn)的工藝節(jié)點(diǎn)（0.8 微米而不是英特爾的 1 微米）生產(chǎn)其 386 兼容芯片，它的運(yùn)行速度提高了約 20%，運(yùn)行溫度更低，并且使用了大約 30 % 比其英特爾同類產(chǎn)品的功率低。到 1992 年底，AMD 已經(jīng)生產(chǎn)了 950 萬(wàn)個(gè)這樣的芯片，創(chuàng)造了 10 億美元的收入。

如果英特爾在 1992 年第一季度沒(méi)有降低他們自己芯片的價(jià)格，情況可能會(huì)更好——如果沒(méi)有 AMD，他們可能不會(huì)這樣做。Am386 確立了該公司作為 x86 芯片合法替代開(kāi)發(fā)商的聲譽(yù)。AMD 超越摩托羅拉成為業(yè)界第二大半導(dǎo)體制造商。