AMD桌面CPU历史介绍

蛋蛋羊

出完INTEL的CPU发展史后（地址在这里、其他处理器），应大家的要求再整理出一个AMD的发展史。由于INTEL的发展史基本可以代表CPU的发展史，而且AMD早期的CPU也基本是模仿INTEL的，所以AMD早期CPU的参数就不详细介绍了，主要围绕A（AMD）-I（INTEL）之间相爱相杀的历史故事展开，如果对CPU参数和技术感兴趣，可以去我另一个INTEL-CPU的技术贴里参考。直到586（奔腾）年代，A-I分家后，各自发展路线才出现不同，才会介绍一些AMD-CPU的参数。

但是时间精力和资金有限，我并没有收集AMD的CPU，所以只能全部借用网站图片了。地址可以留意水印。


说到INTEL的发展，就不能不提和INTEL相爱相杀的AMD。这两家公司到底有什么渊源，为什么INTEL会练成牙膏厂而AMD会沦为农企，这里面不为人知的故事说两天也说不完。所以这里也只能介绍个大概。

其实说到渊源，这两家公司算得上是一个妈生的兄弟。当年的晶体管之父肖克利博士（诺贝尔奖获得者）创立了一个传说级别的公司：仙童半导体公司。这个公司有多传说呢，70，80年代美国硅谷的半导体产业，基本一半公司的CEO或首席技术总监都曾供职于仙童。这其中就包括INTEL的创始人葛罗夫，戈登·摩尔（摩尔定律的那个摩尔）和AMD的创始人杰里·桑德斯。说仙童半导体公司是世界IT产业的摇篮一点也不过分，不过如今的仙童已经是巨星陨落，关于这段历史这里就不展开了。

硅谷牛仔杰里·桑德斯：


不过和技术出生的葛罗夫和戈登·摩尔不同，杰里·桑德斯是销售出身，他创立的AMD在早期一开始就走了一条和INTEL完全不同的路线，那就是模仿和营销。说简单点就是，INTEL研究新的技术产品，AMD逆向仿造INTEL的产品然后低价占领市场。

AMD当然也有一些早期产品，但这里不摆了，直接从CPU开始：

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8080：位宽：8bit，制程：6 μm，频率：2MHz~10 MHz，晶体管：4500
         1974年INTEL推出了8080芯片，一种史上最成功的8位处理器。这款处理器也是被模仿得最多的处理器，各国的各大公司，甚至中国和苏联都有过仿制8080的历史。作为AMD，自然也不会放过8080。事实上，AMD正是从模仿8080开始了自己的CPU之旅。那个年代，8080不仅是INTEL的产品代号，更像是一种行业标准，其他公司的CPU也都已8080作为代号，标榜着和INTEL的8080兼容。AMD仿造的这款编号就是AM8080。

销售出身的杰里·桑德斯很明白，AMD在技术上比不过INTEL，自然就在商业上寻找突破口。AM8080以低廉的价格和与INTEL相近的品质，在一些场和成为了低成本的兼容解决方案，在市场上获得了成功，开启了AMD和INTEL的仿制，合作，背叛，超越，反超的历史进程。


DIP紫瓷金盖AM8080：



DIP紫瓷金盖C8080：



DIP灰瓷D8080：



DIP黑塑料P8080：

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8085：位宽：8bit，制程：N/A，频率：N/A，晶体管：N/A
       AMD在仿造8080上获得了巨大的成功，也同时引起了INTEL的重视和合作。原因是1974年，INTEL内部研发团队发生了分裂，核心成员费德里科·法金博士（4004，8008，8080的缔造者）带领着安泽曼，西玛等一票核心成员，集体离职成立了Zilog公司，并开发出了比INTEL性能更好的Z80处理器。INTEL为了和Zilog公司竞争，急需提高自身8085（8080的单一电压增强版）处理器的产量和降低售价，于是找到了AMD，希望授权AMD生产8085作为第二供应商。

       获得了“官方认证”的ADM自然开足马力全力生产自家的AM8085，而且由于得到了正式的授权，AMD也得以在芯片上光明正大的印上“INTEL”的字样。A-I联姻自此进入了长达十余年的蜜月期。


       物美价廉的AM8085在市场上大获成功，给AMD和INTEL都代来了丰厚的收益。1978年，AMD销售额破亿（美刀），1979年公司股票上市。两家合作直接导致Zilog公司的Z80被挤出了市场。INTEL的技术能力加上AMD的营销能力，在那个年代传为了一段佳话。



DIP紫瓷金盖AM8085：



DIP灰瓷D8085：



DIP黑塑料P8085：

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8086：位宽：16bit，制程：N/A，频率：N/A，晶体管：N/A
        1978年，当INTEL推出划时代的16位芯片8086时，AMD也开始进行仿制，并眼巴巴的盼着INTEL的生产授权下来，好让自家仿制的8086转正。然而INTEL却打着小算盘。毕竟搞市场营销，INTEL不如AMD，看着AMD日益壮大羽翼丰满，加上当年共同对抗的敌人Zilog已经被压下去了，INTEL不得不开始提防这个潜在的对手，于是一直拖延授权的发放。AMD眼见INTEL有二心，也明白了一味的仿制，终究受制于人，没有话语权。于是在1980年，趁着到手的热钱，成立了AMD自己的技术研发中心，积极储备技术为可能的分家做准备。

         虽然A-I出现了“婚姻危机”，但一个大家长此时横空出世，硬是把这对冤家重新绑了起来，这就是IBM！起因是IBM推出个人电脑PC-XT时，选择了INTEL的8086/8088处理器。但IBM为了规避商业风险，同时也为了压低成本，要求INTEL授权第二供应商，也就是拉AMD入伙。虽然不情愿，但IBM的订单吸引太大了，INTEL最终还是同意AMD做第二供应商，生产8086/ 8088，同时签订了为期12年的技术交换协议。至此，INTEL的名字再一次被印在了AMD的CPU上。


         在大家长蓝色巨人IBM面前，不管是AMD还是INTEL，都如小孩子般被拎着走。

DIP灰瓷D8086：



DIP黑塑料P8086：



当年美国航天飞机使用的CPU就是来自AMD的8086

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8088：位宽：16bit，制程：N/A，频率：N/A，晶体管：N/A
DIP灰瓷D8088：



DIP黑塑料P8088：



PLCC黑塑料N 8088：

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80186：位宽：16bit，制程：N/A，频率：N/A，晶体管：N/A
       和INTEL签订的技术授权协议生效后，日后的80186，80286以及对应协处理器80287的授权自然也是手到擒来，AMD开始展现出商业上的成功。80年代，PC产业方兴未艾，还没有DIY的概念。同一型号不同品牌的CPU，在性能上也并没有什么太大差别，因此用户并不会在意自己的电脑里用的是INTEL的CPU还是AMD的CPU。但使用AMD的CPU，价格的低廉却是实打实看得见的。凭借着物美价廉的处理器业务，1984年AMD就达到了11亿（美刀）的销售额，1985年更是进入了《财富》杂志世界500强。


CLCC紫瓷金底C80186：


CLCC紫瓷金底R80186：


PGA紫瓷A80186：


PLCC黑塑料N80186：


QFP黑塑料AM186：

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80188：位宽：16bit，制程：N/A，频率：N/A，晶体管：N/A
CLCC紫瓷金底R80188：


PGA紫瓷A80188：


PLCC黑塑料N80188：


QFP黑塑料AM188：

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80286：位宽：16bit，制程：N/A，频率：8MHz~16MHz，晶体管：N/A
       到了286时代，AMD继续充当着INTEL的第二供应商角色。但是AMD却耍了一些小聪明，想占领更多的市场，比如INTEL的原版286芯片频率介于6MHz到10MHz之间，而AMD版本的286芯片频率却是8MHz到16MHz，而且售价比原版更加低廉。作为用户，自然希望用更少的钱，换来更快的速度，于是AMD借着286芯片翻身反压INTEL。作为INTEL自然不可能坐视不管，但苦于12年的技术交换协议，明面上是没话说，但暗地里INTEL决定搞点事情，打压一下这个同床异梦的AMD。


CLCC紫瓷金底C80286：


CLCC紫瓷金底R80286：


PGA紫瓷A80286：


PLCC黑塑料N80286：


QFP黑塑料AM286：

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80287：位宽：16bit，制程：N/A，频率：2MHz~10 MHz，晶体管：N/A

DIP黑塑料P80C287：

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80386：位宽：32bit，制程：800nm，频率：N/A，晶体管：20W
       1985年，INTEL推出了划时代的32位处理器80386。作为第二供应商的AMD，自然也眼巴巴的等着技术授权。然而拖到1986年，事前大方承诺的INTEL，却在最后时刻撕破脸皮，单方面终止了技术交换协议，独家生产386芯片，把AMD净身出户。

        虽然286时代AMD耍小聪明偷偷提高自己芯片的频率不太厚道，但这回INTEL公开违反协议可是捅了篓子。不过INTEL这边也是有备而来，比着鱼死网破的架势，誓要一举灭掉这个竞争对手。谈判无果，双方在1987年终于对薄公堂。INTEL的策略很清晰，自己理亏，但是可以拖延审判的证据不少，于是慢慢抖料，不求胜诉，但求延长审判期。而IT产业瞬息万变，硬件更新也是朝发夕至，审判期间拖得越长，对AMD越不利。看着市场上一代又一代的新CPU呼啸而过，自己还在守着古董286授权，争取着已是昨日黄花的386，AMD意识到如果继续死磕授权，自己终将错过CPU的发展浪潮被时代抛弃，于是AMD两条路同时走，一边和INTEL在法庭上周旋，一边自主设计制造386兼容芯片。

       终于在1989年，AMD赶上了386的末班车，在INTEL发布486前，发布了自己的386CPU。然而INTEL再次和AMD对簿公堂，指责AMD侵犯了“386”这一属于INTEL的名字，好在法院及时判决“386”这个纯数字不是名字，不属于任何人，AMD的386才得以如期上市。

       虽然AMD的386落后了将近一个时代，但却开启了AMD自力更生的时代，印证了那句话：“越封锁越强大！”


PGA紫瓷A80386DX：


QFP黑塑料NG80386DX：


QFP黑塑料NG80386SX：

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      后话，这场官司直到1995年才最终以AMD胜诉落下帷幕，AMD可以名正言顺的生产…386芯片了。嗯，1995年，586（奔腾）时代…生产386芯片…INTEL你达到目的了~~不过AMD也不是省油的灯，作为赔偿，AMD获得了X86芯片的生产许可。也就是这张许可，让AMD日后可以在X86指令CPU市场，和INTEL火拼直到今天。

      很多人贬低我们国产CPU，认为我们生产不出来PC使用的x86级CPU才去搞RISC的CPU比如龙芯。但真正的原因其实是受制于这纸x86生产授权。不过现在我们已经从威盛那边搞来了x86的技术授权，至于威盛为什么也有x86的生产许可，这是另一段话题了。

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80486：位宽：32bit，制程：700nm~350nm，频率：33MHz~133MHz，晶体管：110万
        INTEL的背叛让AMD知道了自力更生的重要性。除了独立研发386芯片，AMD更是从IBM请来了威廉.西格尔加盟共同研发新一代CPU。终于，在1993年4月，AMD虽然落后INTEL一个时代，却并不算太迟的推出了属于自己的486芯片。

         虽然AMD的486芯片姗姗来迟，但为了与INTEL错位竞争，避开INTEL新推出的586（奔腾），AMD的486芯片参数非常高，具有16kB一级缓存（INTEL的486只有8KB），并首次在处理器中引入单周期多指令的设计，还具有分页虚拟内存管理技术等，并使用更高的时钟频率，成功的占有了INTEL从486到奔腾之间的断档市场。



PGA紫瓷A80486DX：


PGA紫瓷A80486SX：

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       但毕竟已经是586（奔腾）的时代了，如果继续沿用486的命名，在宣传上怎么展示自己的优势呢？于是AMD再次运用起高超营销技巧：INTEL最高频的486是DX4（倍频只有3，频率只达到99MHz），于是AMD将新的350nm制程，频率超过INTEL的120MHz、133MHz两款CPU，命名为5x86，意为586等级的CPU（虽然本质上仍旧是486），抢占宣传的先机。

        而事实证明了AMD的先知先觉。1992年发布的奔腾第一版80501不仅BUG多制程落后，速度居然只有最高66 MHz，即使在1993年发布的改进版奔腾80502，频率也只以75 MHz起跳。不考虑代差的问题上，AMD终于第一次有底气在频率上向INTEL发起挑战了。如果消费者接受了AMD的文字游戏，认同5x86和INTEL的奔腾同档次的话，AMD无疑会变得更有竞争力。

但真相往往是残酷的。133MHz的5x86，性能只能追平75MHz的奔腾...毕竟代差还是太大了。


PGA紫瓷AM5x86：


QFP黑塑料AM5x86：

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K5：位宽：32bit，制程：500nm~350nm，频率：75MHz~133MHz，晶体管：430W

       处于追赶着地位的AMD必须奋起直追才能赶上INTEL的步伐。发布486后，AMD就开始马不停蹄的开发下一代CPU，命名为K5，意为真正的586级别处理器。

        由于INTEL的X86处理器使用CISC指令集，执行效率低下，AMD决定在K5处理器上使用RISC指令集。但为了兼容X86，K5处理器把X86指令切割成更细小且长度固定的ROP（Risc运算微码），从而解决了传统X86架构因为指令码长度大小不一、管线分配不均匀所造成的性能瓶颈。K5的外部数据总线由原来的32位扩大到64位，内部采用4条流水线设计，高于奔腾的2流水线。一级缓存升级到24KB（16K数据，8K指令），并支持主板上的二级缓存，大大提高了数据命中率。

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      K5的技术指标相当高，也造成了研发难度的增加和研发时间的拖延，直到1995年，姗姗来迟的K5才上市。然而早期的K5处理器却犯了一个大忌。一直以来AMD都以生产INTEL的兼容产品著称，消费者可以购买统一的外设，只在CPU上对品牌型号进行选择。而新推出的K5，却并不兼容对标的INTEL奔腾处理器，无法使用已有的Socket5插槽和芯片组主板，需要重新设计新的主板。对于尚未成熟，市场号召力还不够强大的AMD来说，这无疑是自掘坟墓，没有生产商会去额外设计一款只兼容AMD的主板，自然也没有消费者愿意为这种“二线厂商”埋单。

      于是AMD紧急修改K5的设计，重做了外部I/O总线，让K5可以直接用在Socket7插槽的奔腾主板上。然而经过这样的弯路，时间已经来到1996年的下半年，上面INTEL的686（Pentium Pro）都已上市，下面各兼容厂商特别是Cyrix的新CPU不断蚕食低端市场，K5处在中间的夹缝中，只能靠价格勉强维生。

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      但AMD依旧没有忘记自己的营销本行。AMD认为同频率下，K5的运行效率比奔腾高，直接使用频率标识型号会抹掉K5的优势，于是使用起PR（Performance Rating，翻译过来就是性能等级）标识的把戏，意为PR标识的K5可以对标对应频率的奔腾。PR-75，PR-90还暂且对标实际频率，从PR-100开始，标识就开始放卫星了。PR-100实际频率只有90 MHz，PR-133只有100MHz，PR-200只有133 MHz。

      但把戏终究是把戏，虽然AMD营销手段玩得6，但如果没有实力支撑，终归会被市场抛弃。于是AMD在经历了K5不太成功的历史后，开始蓄势下一代CPU，誓要一鸣惊人。

PGA紫瓷金盖K5：


PGA紫瓷K5：

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K6：位宽：32bit，制程：350nm~250nm，频率：166MHz~300MHz，晶体管：880W

       K5处理器的出师不利更加刺激了AMD敏感的神经，誓要在下一代CPU竞争中挽回颜面。1996年，AMD收购了一家同样设计生产CPU的公司NextGen，并将NextGen的设计团队和自家团队合并共同开发新处理器。1997年，AMD终于追上了INTEL的脚步，在INTEL发布奔腾2的同一年，发布了AMD-K6。

       吸取了K5的教训，K6原生支持Socket 7插槽的主板，保证了兼容性。另具有堪称海量的64KB一级缓存，还具有可同时发出6条指令的RISC86 Sr-perScalar架构，具有7个平行的执行单元、高性能的分支预测技术。同时，K6集成了原本属于INTEL的MMX指令集，增强了多媒体性能。

       推出市场后，K6很快就以优异的性能和低廉的价格获得市场认可，逐步蚕食了其他兼容厂商的市场，并开始动摇到INTEL的传统奔腾市场。而AMD也自信K6的性能，放弃了把戏般的PR标识，直接标注频率区分K6的型号。


       但AMD很清楚，K6动摇的只是传统奔腾1代的市场，但INTEL主打的奔腾2代已经上市了，如何才能真正动摇到INTEL的主流产品，AMD决定放手一搏，推出真正划时代的产品。

PGA紫瓷铝盖K6：


LGA紫瓷K6：

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K6-2：位宽：32bit，制程：250nm，频率：233MHz~550 MHz，晶体管：930W
       INTEL推出奔腾2的时候，使用了奇葩的有产权保护的Slot 1，意为独家垄断标准，封杀一众兼容厂商。INTEL在当时已是行业老大，自然拥有呼风唤雨制定标准的能力。但奔腾时代的Socket7仍旧具有无限潜力，值得深挖，加上很多人并不想为了升级奔腾2，而更换掉整个主板。这给了AMD一个抢占市场的机会，于是AMD在1998年4月，推出了K6-2处理器，兼容已有的Socket7奔腾主板。

       相比K6，K6-2的改进相当大。虽然制程没变，一级缓存仍旧是64KB，但是支持512KB到2MB的海量二级缓存。指令集的支持上，不仅支持超标量的MMX，还引入了“3DNow! ”指令集，让K6-2可以执行浮点SIMD指令，每个时钟周期内最多可得到4个单精度浮点数结果，大大增强了K6-2的浮点运算能力，也因此极大的增强了K6-2的3D图形能力。在当时微软的DirectX 7的支持下，K6-2的游戏性能异常出色，甚至可以超过奔腾2。

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       但是AMD不满足于继承Socket7做跟跑者。毕竟Socket7源自奔腾时代，不仅是频率还是总线支持都不足以满足当时的市场需求了，特别是方兴未艾的3D显卡，已经开始在奔腾2主板用上了AGP接口。于是AMD继续深挖Socket7，将K6-2使用的Socket7总线频率提高到和奔腾2一样的100 MHz，并支持AGP接口，还通过营销，给这种魔改版的Socket7换了个新名字：Super 7。

       由于Socket7是公开架构，和INTEL封闭的Slot 1架构相比，无疑更具有活力和成本优势，于是K6-2以奔腾2三分之一的价格，实现了超过同频奔腾2三分之二的性能，这在当时来说已经是黄金级别的性价比了。这也直接导致INTEL放下身段推出廉价版奔腾2：赛扬处理器来应对AMD的步步紧逼。但赛扬在初期并没有撼动K6-2的地位，甚至导致INTEL匆忙结束奔腾2的历史，草草推出下一代奔腾3来对抗AMD。当年这个跟跑的，被抛弃的AMD，已经带着自己强大的武器回来了，誓要雪耻曾经的仇恨，把INTEL拉下王座。

PGA紫瓷铝盖K6-2：

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K6-3：位宽：32bit，制程：250nm~180nm，频率：333MHz~550 MHz，晶体管：2130W
       不满足于K6-2取得的成功，1999年AMD趁热打铁推出了K6-3。新CPU的使命是全面碾压奔腾2并准备迎战INTEL推出的下一代CPU。

       而新CPU也不负众望。和分置半速缓存的奇葩奔腾2不同，K6-3则是集成全速的256KB二级缓存（这也导致其晶体管数量比K6-2暴增一倍以上），并支持主板上的512KB到2MB的三级缓存。这使得K6-3的性能确实强过对标的奔腾2。然而时间毕竟已经晚了两年，INTEL已经做好迎击的准备，同年，INTEL的奔腾3在AMD的压力下提前发布。

       不过AMD也非常清楚即使是Socket7架构，本质仍旧源于老旧的奔腾。因此AMD在忙着营销K6-2，K6-3的时候，也在紧锣密鼓的研发下一代处理器K7，一款真正对标奔腾3，真正于高中低正面战场全面挑战INTEL霸主地位的，全新架构CPU。而K6-3，就成了Socket7的绝唱，为AMD的K6系列画上一个辉煌的句号。

PGA紫瓷铝盖K6-3：