压力下的角逐-第8章

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压力下的角逐　第二部分　第三章　核心竞争力在哪里（3）

　　　　第二天早上，我跟在阿科洛特后面把车开进停车场。通常他比我起得早，我扫了一眼手表，是的，他比平时来得晚。他来的时候车库几乎没什么车，所以他的宝马轿车总能停在一层最方便的位置。今天，我跟着他的车开到四层，才找到空车位。也许他也和我一样，在卡勒家呆了一晚有些力不能支，才来晚了。这让我感觉好一点了，毕竟大家都不是超人。

　　　　他从车里出来，脸上没有一丝皱纹，浑身上下干净整洁，目光炯炯有神。转念一想，也许他可能已经在家参加了两个电话业务会议，发了二十个电邮，在车上打了一大通电话了。他冲我咧嘴笑了笑，一起往办公楼走去，我不时地加快脚步才能跟上他。他轻松地跟我寒暄着天气之类的话题，我只是偶尔回应一下。显然，苏格兰威士忌对我俩的作用不一样，也许他确实是超人吧。

　　　　阿科洛特总是一脸灿烂阳光，在走向办公室的路上，他会轻拍认识的工程师的后背，停下来和站在咖啡机旁的人聊几句。年轻工程师总会被阿科洛特能叫出他们的名字和问一些具体设计工作的问题惊讶不已。他的兴趣很广，每个工程师从他的话中都能感受到真诚。

　　　　大多数时间我都见不到阿科洛特，他在忙一些大事，比如争取同级经理的支持，扫清威胁STI设计中心的障碍，评估优势和不足，仔细研究业务背后的财务假设，确保合作项目财务状况良好，就这件突破性的产品的未来市场潜力质询专家意见。他还得安抚客户。除此之外，他还指导为苹果台式机和笔记本电脑以及任天堂游戏机设计芯片的项目。真是一个大忙人。我们在三楼电梯间分手，就在走开时，他扭头冲我咧嘴一笑，丢过来一个问题：“英特尔会怎么想，你想好该怎么做了吗？”我点点头，继续朝我的隔间走去。这个问题太大了，大清早我可回答不出来。

　　　　阿科洛特与苹果电脑保持着紧密伙伴关系，所以他很清楚打败英特尔这个微机行业的霸主有多困难。他和苹果电脑并肩战斗多年，尽心竭力地帮他们规划完美的产品蓝图，以求在竞争中领先，工作艰苦卓绝，但仍无法取胜。使用IBM芯片的苹果电脑尽管偶尔也会在处理器性能上超过英特尔，但在芯片运算速度方面仍落在后面。阿科洛特希望最终能找到合适的产品让苹果电脑和STI合作伙伴都能超过老对手。他是超级乐观主义者，我内心祈求自己不要让他失望。

　　　　为了得到他所关心的英特尔问题的答案，阿科洛特指派彼德·霍夫迪博士，IBM一位顶尖设计师，研究我们新一代微处理器的竞争问题，协助定义项目目标，以确保成功。

　　　　霍夫迪的声望来自他曾参与设计业界第一款超过1G赫兹频率门槛的芯片，在20世纪90年代末，这项成就对于一个芯片工程师来说，犹如登上喜马拉雅峰。霍夫迪是位杰出的设计师，从加州理工大学取得了计算机科学的博士学位。加州理工培养了很多优秀的电脑工程师。他来自荷兰，毕业后留在美国，1995—1996年间在加州理工担任计算机科学和芯片设计教职。安排霍夫迪去挖掘英特尔内幕之后，阿科洛特指示我和卡勒制定出我们可能达到的最进取的设计指标，然后又提高了指标。他希望STI产品能打破记录，在霍夫迪为确定了规划目标后，就可以看出我们的设计是否能够打败对手了。

压力下的角逐　第二部分　第三章　核心竞争力在哪里（4）

　　　　我和卡勒之前在桑莫塞特工作时，就与英特尔交过手。后来，我们在产品中引入了一个新的计算机架构，我们称之为RISC（精简指令集）架构，我们的芯片暂时领先于对手。

　　　　指令是告诉硬件操作的指示。我们相信一个高效的RISC计算机会有更佳的表现和更高的频率，同时成本要更低，才能帮助苹果电脑在微机市场打败英特尔。直到那时，英特尔一直在用其久经考验的X86复合指令集芯片，实际上那也是几乎所有微机在使用的心脏部件。

　　　　RISC的开发基于这样一个事实，多数应用软件实际上只能用到基本指令的一个子集合。我们在桑莫塞特的主要工作是优化这个精简的指令集，使其能在CISC架构上运行得更快。问题是用户需要将旧的软件转移到新的电脑上，但是英特尔不用这样做，这在硬件升级方面有绝对优势。

　　　　我刚到IBM时，第一份工作是计算机架构和逻辑设计，对旧的CISC和较新的RISC都有较多的接触。1965年6月IBM雇了我，我的工作地在纽约州的安迪考特，这家企业的诞生地和悠久传统的分部。二十世纪六七十年代，IBM在纽约州设计、生产的S/360和S/370大型机获得了巨大声望。然而到了八十年代，迪吉多（DEC）和其大受欢迎的VAX小型机开始侵蚀大型机低端市场。安迪考特的格兰代尔实验室推出9370机来击退这个威胁。

　　　　因为需要和S/370的代码兼容，9370中央处理器用的是CISC芯片。我从设计一个特殊的输入/输出处理器入手，这是一个很简单的RISC设计，却是我第一次做实际的处理器设计工作。当我接受IBM的工作时，朋友们嘲笑我说：“你怎么会想去那里？他们不会让你这样的菜鸟搞什么真正的设计的。”

　　　　我自信地说：“如果我是一个好设计师，他们会让我做的。”

　　　　我的朋友们都错了。IBM那时正好是在扩张期，很愿意冒险让新员工承担重要工作。尽管我的设计最后没有变成产品，却让我积累了很有价值的电脑设计经验。

　　　　我在安迪考特还学会了自酿啤酒和滑雪。这些技能就像电脑设计经验一样有用。我在安迪考特的室友布莱斯·斐尔是个有趣的单身汉，他兴趣广泛。

　　　　他邀请我下班后去他家，带我到酒窖，架上摆着几百瓶啤酒。他取下一瓶，吹掉浮尘，打开倒进两个冷冻杯。

　　　　“品尝一下。”他微笑着说。我们默默干杯，一口气喝完。

　　　　那是我喝过的最爽口的啤酒。“太棒了，布莱斯，”我大声叫道，“你从哪儿买来的？”“你买不到的，这是我自己酿的。”他答道。

　　　　他的那种特殊啤酒其实就是大麦酒，味道柔滑而且酒精度很高，我很喜欢。于是布莱斯告诉了我造酒的所有秘诀，很快我就能自己酿了。

　　　　布莱斯也介绍了他的另一种爱好—滑雪。那里有个名叫格里克峰的滑雪场，我们经常在周五下午早一点收工去滑雪。那里的滑道都有灯光，可以玩到很晚。

　　　　设计RISC计算机、自酿啤酒还有滑雪，安迪考特这样的生活对于一个年轻工程师来说还真不赖。后来我听到消息说德州奥斯汀将上马一个新项目，中央处理器会采用RISC而不是CISC架构。据我所知，这是一个最合适的途径。比较两种架构，用RISC可以设计出更简单且具高性能的硬件。如果我呆在安迪考特，只能做一些CISC的设计工作。我想找到用RISC技术设计更快的微处理器的机会。

压力下的角逐　第二部分　第三章　核心竞争力在哪里（5）

　　　　1989年的一天，我走进三线经理波比·邓巴的办公室，告诉他我会去奥斯汀做RISC微处理器设计工作。波比是个很好的硬件设计师，最喜欢做他熟悉和喜爱的S/370计算机设计。他把脚搭在桌上，笑着对我说：“在RISC架构上是搞不出什么东西的。”

　　　　他的预言没能兑现。如今，IBM和弗瑞斯凯尔（从摩托罗拉分拆出的公司）做的最多的芯片都在采用PowerPC的RISC架构。PowerPC是IBM为从游戏机芯片到超级电脑服务器芯片所有产品线确定的架构。

　　　　英特尔虽然坚持自己的架构，但已经采用了我们桑莫塞特团队研发的所用的RISC技术。他们有一个强悍的微处理器设计团队，有几千名工程师在优化指令流，改进X86微处理器的结构，直到能够在更高频率下提供同样甚至更好的性能为止。

　　　　英特尔使用了由IBM和其他公司发明的平行处理技术，比如超标量体系结构和无序执行技术。前者是用多个平行执行单元通过同步执行多组指令提升计算效率，就像超市里的多个结账通道。后者可以通过为准备执行的指令预先做好安排而提升效率，这意味着，如果一个长指令未能执行完毕时，可以先执行一些较短的指令，充分利用空闲机时。

　　　　尽管我们在桑莫塞特已竭尽全力了，引入RISC时，英特尔仍是微机行业唯一的霸主，当然，在软件方面IBM仍然经历了很多失败。当我走过那面时髦的玻璃墙时，脑中还想着早些时败在英特尔手里的事。那面墙将“作战室”与格子间分开，在那里卡勒每天主持架构会议。一个工程师推开我，冲进会议室，抓过最后一个网络接头插在自己的笔记本电脑上。桌上接头不够用，出于网络安全考虑，最近取消了这栋楼的无线接入。我坐在房间靠后的位子，边打开笔记本电脑，边等待会议开始。但是，一堆有关英特尔的想法抓住了我的思绪，我知道英特尔并没有闲着，他们和我们一样在全力以赴地探索技术的极限。他们有几千个工程师，而我们却只有几十个人。我知道有些IBM的前雇员跳槽到了英特尔，那些都是很聪明的人，正在为对手设计最新的产品，我们如何与之竞争？

　　　　卡勒等该来开会的人到齐后，站起来解释了霍夫迪的任务和我们的工作。他说：“要打败英特尔，必须有想象力，我们得使用多种进攻武器，光是较高的时钟频率这不足以让英特尔的客户转向我们，我们需要有高一个数量级、性能大幅改善的全新设计。”

　　　　这并非只是战斗口号，也是讨论方向。大家激烈地探讨了各种战略，把要点写在黑板上，争论着采用何种竞争技术，话语中充斥着频率、流量、流程和性能等词语。

　　　　压力很大，我们还需要达到低功耗的要求。

　　　　对体积和成本都有限制的PS3游戏机而言，在小功耗下达到微机那样高的运算速度，是个巨大的挑战。游戏机比微机个头小很多，给芯片降温的能力更弱。然而玩游戏时需要大量的运算，处理器满负荷运作，需要采用更昂贵的散热技术，风扇和散热器等器件的成本难以在短期内降下来。

　　　　卡勒解释了久多良木健是怎样在PS3上成功采用激进的成本缩减战略，为索尼赚了大钱，这也是我们对新产品的要求。

　　　　那个山崎武，索尼的架构师，用蹩脚的英语说：“75瓦是PS游戏机能接受的最大功率。”所有索尼的工程师都点头表示赞同。

压力下的角逐　第二部分　第三章　核心竞争力在哪里（6）

　　　　我也有顾虑，我过去设计的大多数服务器和微机芯片的功率都超过了75瓦。我们的目标是做出世界上速度最快的芯片，假如加上如此低的功率限制，能做得到吗？虽然还无法知道原始频率会是多少G赫兹，但是很明显，速度一定会受到这个最大运行功率的限制。

　　　　如果这不到这个功率目标会发生什么结果？也许会出现功能问题，比如死机或者自动关机，也许玩游戏的孩子会跑去告诉妈妈，游戏机把桌子烧了一个洞，更糟的是，游戏摇杆在高温下融化。这些结果都相当不妙。芯片运行速度越快，产生的热量越多，为了避免游戏摇杆被熔化，我们不得不消除热量或者降低芯片运行速度。高速度和低功耗不可能同时做到，75瓦是个很高难度的目标。

　　　　我倒是想相信卡勒在中间休息时对大家的鼓励：“伙计们，我不知道怎样才能做得到，但是我们一定要试试。”霍夫迪博士已经准备好向阿科洛特和团队报告他做的竞争分析。他研究了芯片频率的发展趋势，这主要是由英特尔决定的。我之前已经看过一些数据了，想听听有什么新东西。

　　　　他用各种图表来展示当前和未来将采用的技术，他的分析是部分科学和部分科幻的混合，预言将来的技术能提供什么和聪明的工程师可能做出什么。英特尔就是业界的标杆，其地位无人能取代。

　　　　我过去也做过类似霍夫迪做的比较研究，知道比较各种不同的微处理器设计是个困难的活儿。每种微处理器都是秘密设计，在不同的地方生产，使用不一样的工序，详细资料很难找到。硅制造技术对能达到多高的芯片频率和设计所起的作用同样重要，也决定了晶体管的最大尺寸和设计中的基础开关元件。晶体管的尺寸随着技术的演进而变得越来越小，这意味着速度越来越快。

　　　　在阿科洛特的经理会议室，暗淡的光线从柔和的鼠尾青色夹杂着烟黄色天然枫木窗户透进来。豪华皮扶手椅横七竖八地摆着，霍夫迪准备向大家