从Cyrix到VIA，捯一捯兆芯的前辈们（上）

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2004年前后，灿坤3C还没有撤离大陆。在天津市和平区胜利公园后身，有一家店，笔者饭后常去逛，也成功地烧掉了家里不少钱。

现在想想看，跟几年前进入中国但没几年也失败撤店的山田电机（亚马达电器）一样，有着很舒适的逛的体验、有一些主流市场难见到的商品，但那些占据了货架的非主流商品并不能带来很好的销售额，最终无法维持经营。

所谓主流市场难见到的，与本篇内容相关的，就是一些迷你PC。我印象中很深的，有AOpen（建碁）的准系统（Pentium-M），有VIA的mini-ITX主板（当时搭载的应该是C3？）等。

虽然基于扩展性、主流性能的安全感的考虑（当时并不是很熟悉PC），最终买的时候还是选择了傻大粗的ATX版型的组装机（Northwood Pentium4＋GeForce4 MX440的经典配置）。后来证明是对的，我把5条PCI都插满了。但对于那几台小可爱，确实也是念念不忘的。

因为在当时我的印象中，台式电脑最小也是M-ATX的大箱子，那样小巧的东西更像是家电一般的存在。后来才了解到ITX这个规格，而且得知ITX是VIA主导的。不过再到换机器的时候，VIA的C7虽然已经可以比较容易的买到，但彼时已经有了性能的需求，即使依然觉得有趣，但也自然不会成为我当时的选择。此后，对VIA的CPU也就再无接触了。

最近，兆芯陆家嘴的评测，让这第三系x86 CPU重新回到人们的视野。虽然目前并没有推出消费级的产品，不过看起来似乎不排除下一代，也就是7000系可能会试探消费级市场。作为现存的最后一支x86 CPU，若不久的未来回归消费级市场，确实是很有趣的。（此处可以给全美达上根儿香）

那么开始捯吧，从Cyrix开始。

以下内容是阅读http://ascii.jp相关文章（链接放在文末）的自己整理，属于半编译半理解的笔记性质，发到这里用于记录与分享。由于使用引用格式后浅色不易阅读，故阅读原文后自己理解整理后的部分不使用引用格式。资料上，绝大多数非原创，且语言未必通顺，请在理解的前提下阅读并不要转载。

Cyrix创始于1988年，最初是制造兼容80387的协处理器的，后来开始制造兼容486的中央处理器。之后，Cyrix尝试制作可在同一个时钟周期同时执行2条指令的下一代处理器，以求大幅度提升性能，代号M1。然而由于开发困难，先行将只能执行1条指令的M1架构的分支产品M1SC拿到市场，称为Cx5x86。

说起来，Cx5x86我好像还是见过一次的。记得是在初中一同学家，他给大家炫耀几秒就能赢一场星际。嘛，其实就是输入直接获胜的秘笈。有多卡不记得了，只记得退出的时候会死机，只能直接关机。大概只是内存太少的原因。不过我也不知道为什么我会认为那台机器是Cx5x86，也许是混乱的错误记忆。

Cx5x86的销量不错，使得Cyrix可以继续Ｍ1的开发。1995年10月推出了80MHz的「6x86 PR90」，命名中的PR全称是Pentium Rate，意味着性能相当于Intel的Pentium 90MHz，跟后来大家都很熟悉的AMD Athlon XP的「几千+」的命名如出一辙。


6x86之后又发布了100MHz（PR120）、133MHz（PR166）、150MHz（PR200）的型号。
从命名和实际频率可以看出，6x86的同频性能是强于Intel Pentium的。最高频的6x86 PR200耗电量过高，达到24.6W（现在来看似乎不算什么，但当时Pentium只有15W），因此Cyrix在IBM的制造工艺提升的同时多次降低了电压。当时IBM的制程是0.5μm→0.35μm，电压3.52V→2.8V→2.45V。2.8V版本称为6x86L，最大耗电17.1W；最终的0.35μm制程2.45V电压的版本称为6x86LV，最大耗电13.2W。功耗问题控制下来了，但因为耽误了不少时间，给之后留下了隐患。

6x86的整數性能优异，命名中的PR，就是以整数性能相当于Pentium的对应型号由来的。但是浮点性能甚至不如i486。理由是当时的应用基本是使用整数计算，所以Cyrix将更多的资源放在整数上。还有一点，6x86与Pentium的指令集并非完全兼容。一部分使用了Pentium独有指令的软件，为6x86推出补丁用以解决问题。

接下来，1997年，Cyrix发布了核心代号为Ｍ2的「6x86MX」，与前面的6x86最大的区别是内置了MMX指令集。频率从133MHz（PR166）到233MHz（PR266）。最终版本发行时间为1998年2月。最初版到最终版相隔一年的原因还是制程的改进。Cyrix是无晶圆厂芯片设计公司，制造交由三家完成，分别为IBM、SGS汤姆逊（现意法半导体）、美国国家半导体（NS），三家的制造工艺不同，最终出货时频率和耗电也不尽相同，弄得很麻烦。

随着制程的进步，6x86MX进一步将频率提升至300MHz（PR433），同时更名为「Cyrix MII」，以表示竞争对手为Pentium II。但由于前面因代工和耗电问题耽误了时间，投入市场较晚，此时Intel的P6（Pentium Pro、Pentium II）和AMD的K6在整数性能上已经追上Cyrix，Cyrix在浮点性能上本来就不敌前两者，此时Cyrix MII已经失去了竞争力。


Cyrix计划之后计划推出整合图形（2D/3D）机能、内存控制器、共享二级缓存的SoC「Cayenne」，支持双通道Direct RDRAM的高速CPU「Jalapeno」，以及再之后称为「Serrano」的细节不明的代号。资料说在1998年10月的MicroProcessor论坛上是如此公开了路线规划的。笔者查到了97年的MicroProcessor论坛，当时已经发布了「Cayenne」的架构了。

・Cayenne（意为红辣椒），将有15个新的多媒体指令，重点放在2D图形、DVD、3D图形处理上。2个浮点单元、2个MMX处理单元、64KB的1级缓存。
・Cayenne可在1个周期处理4个浮点运算与2个MMX指令。可以实现峰值1GFLOP以上的浮点运算能力（约为Tualatin Pentium III 1.4GHz的一半），达到5倍于Pentium II 的3D性能。
・Soc MXi将整合Cayenne处理器、SDRAM控制器、AGP控制器、DVD解码等功能。内存带宽达到2GB/秒、AGP能力达到Pentium II的2倍。MXi将以0.25μm生产，die面积为90平方毫米。该Soc将于98年第2季度生产相当于PR300～400的产品...

之所以能画这么大的饼，是因为1997年3月，Cyrix被NS收购了，成为了NS的子公司。通过收购，Cyrix不愁钱了，而且也可以更好地利用NS的晶圆厂，NS的晶圆厂利用率高了，型號可以画得更细等等，各种好处。

98年发布了Cayenne之后，也确实在开发了。Cayenne的设定是兼容Socket370，内置2级缓存的，将使用0.18μm生产，定名Gobi，准备99年年中推出。于是到了99年年中，嗯，NS把Cyrix卖给了VIA。

找了后藤弘茂的文章来看，也真是比较遗憾：

後藤弘茂のWeekly海外ニュースpc.watch.impress.co.jp/docs/article/990514/kaigai01.htm

简单说就是体量太小，销售跟不上，加上研发跟不上，加上Intel开始发力低端，的各种打击。

NS收了Cyrix之后，着力低端市场。由于只有少量型号，无法覆盖足够的用户群。相比之下，Intel本身就有多种频率的产品，又在这期间导入了主打性价比市场的Celeron品牌。另一方面，NS本来是主营模拟电路的，对于逻辑电路不熟练（但是疑问的是Cyrix的人干嘛去了？），虽然想赌一把新架构，像上面画的很好的饼一样，但迟迟无法做出样品出来。于是已经陷入财务危机的NS，已经无法推进Gobi了。


VIA收购Cyrix后，上面说的已经基本开发得差不多了的Gobi，改名Joshua，于2000年2月，差一点儿就上市。据http://ascii.jp的文章作者讲，当时测试样品都到媒体手里了，测试也跑了，然而最终并没有发售。

但是市面上有Cyrix III啊。那是因为，VIA在收购了Cyrix之后没俩月，又收了一家x86处理器公司。后来以Cyrix III为名发售的处理器，里面其实是这家后收的公司的。Cyrix Gobi的CPU设计，完全没有被使用。

现在Cyrix唯一的技术遗产，是延续Ｍ1架构的面向机顶盒等嵌入式设备的微处理器——Geode，是AMD的。在NS收购了Cyrix之后，Cyrix的嵌入式微处理器部分归NS所有。在99年将Cyrix卖给VIA时，并没有将嵌入式这一部分一并卖给VIA，而是在2003年把嵌入式这一部分卖给了AMD。

到这里，Cyrix的事儿已经完了。前面说到VIA的Cyrix III只是一个名字，其核心来自于VIA收购的另一家x86处理器公司。这家公司叫Centaur，被收购前的产品系列叫WinChip，这个名字笔者是第一次见，下一篇开始捯Centaur WinChip的事儿。

http://ascii.jp原文：

CyrixとWinChipを買ってCPU市場に乗り出したVIA (1/4)ascii.jp/elem/000/000/435/435327/

编辑于 2020-09-08 03:19

从Cyrix到VIA，捯一捯兆芯的前辈们（下）

亜恵恵阿由日语话题下的优秀答主已关注40 人赞同了该文章

　　抱歉鸽了很久。篇幅其实不长，但主要是对这个完全陌生的品牌没有感情，好多东西想说细了就得各种查，然后就懒了。最近因为凉宫新作要出了，所以给自己扎一管儿凉宫鸡血，即使质量不高也完成了它吧。

　　上回我们说的是Cyrix。笔者此前以为Cyrix是一直延续到兆芯的VIA x86 CPU的灵魂。毕竟Cyrix从人们视野中消失之前，虽然小众，也是挺有存在感的。Core2时期VIA还有C7在卖，而联想到C3，这C7的C显然是延续自Cyrix。然而万万没想到VIA时代的Cyrix只剩下了一个名字（后来就只剩下一个字母了），真正的核心技术是继承自一个笔者此前从未听说过的Centaur WinChip。

　　Centaur是IDT（Integrated Device Technology, Inc.，现已被瑞萨收购）的子公司，设计x86处理器。CEO是曾在IBM设计大型机System/360的Glenn Henry。Centaur设计开发采用顺序执行、单管线精简指令集（RISC）的CPU，致力于低能耗的x86兼容实现。CPU并不直接执行x86指令，而是将x86指令集转换成精简指令集后执行。实际上这种做法在Intel Pentium Pro和AMD K6上已经广泛使用，但Intel和AMD采用的是乱序执行管线，很适用于高性能地执行拆分后的精简指令。而Centaur选择精简指令集的理由是精简指令集适宜实现低耗电。

　　Centaur于1997年10月发布了「WinChip C6」。采用IDT的0.35μm工艺制造，首先推出了180/200MHz的产品。转年的1998年4月，推出了225/240MHz的型号。频率最高的240MHz型号仅有11W～13W的低耗电，但整数性能平平，且因为FPU跑在半速上，浮点性能也绝对谈不上高。

　　接下来推出的「C6＋」，改善了劣势的FPU部分，跑在了全速上，同时加入了MMX/3DNow!单元。改进制程，提高频率，最终实现了在频率提高到250MHz的同时，耗电维持不变。

　　改进后的「C6＋」，以「WinChip 2」和「WinChip 2A」的名称发售。其中WinChip 2是0.35μm制程，WinChip 2A是0.25μm。WinChip 2于1998年9月发售，WinChip 2A为1999年3月。

　　watch.impress真是个神奇的网站，现在还可以找到当年的评测。可以看到半速FPU的C6浮点性能之差、更新为全速后C6+（WinChip 2）浮点性能的提升，以及整体上与同期CPU性能上的对比。

https://pc.watch.impress.co.jp/docs/article/990618/hotrev15.htmpc.watch.impress.co.jp/docs/article/990618/hotrev15.htm

　　接下来Centaur的路线是阶段性地改良。首先是代号为「W2B」(产品名为「WinChip 2B」)的，将核心与I/O中的电源平面分离出来，通过降低核心电压，以达到降低耗电的目的。接下来代号「W3」(产品名「WinChip 3」)的产品，将1级指令缓存和1级数据缓存各增加至64KB，以改善性能。

　　继续下去的话，「W4」预计是改进管线构造（一部分已经进入开发阶段），然而此时陷入了与Cyrix同样的状况。母公司IDT于1999年7月决定退出x86兼容CPU市场。即使包含x86资产的买家尚未确定，也要退出。次月，公布VIA收购包含Centaur在内的WinChip相关资产。至此，VIA Technologies拥有了两个CPU核心与设计子公司。

VIA

　　在接手了两家x86资产的次年， 2000年6月，VIA发售了核心代号为「Samuel 1」的产品，品名为「CyrixIII」，对应Socket 370接口，台积电生产。

　　前篇说了，这颗名为「CyrixIII」并不是延续Cyrix的架构，而是Centaur。VIA CyrixIII是基于Centaur出售时正在开发的「W4」核心。最大的原因在于，Cyrix下一代的方案与VIA的经营范围出了冲突。看过上一篇的读者应该有印象：

Cyrix计划之后计划推出整合图形（2D/3D）机能、内存控制器、共享二级缓存的SoC「Cayenne」，支持双通道Direct RDRAM的高速CPU「Jalapeno」……

　　虽然这些直到初代Core i3才被Intel做出来的超前设计值得惊叹，但对于VIA来说，继续这个路线就相当于放弃了对Intel和AMD两家提供北桥，至少也是要占用现行对I/A设计北桥的精力。虽然很快大家的北桥就不通用了，但在当时还是一块北桥大家都能用的情形，VIA也不知道。所以VIA放缓了Cyrix路线的开发。但其实本来只是放缓。

　　在VIA本来预想的路线图中，是想要同时发展Cyrix和Centaur两路线的。Cyrix面向桌面，与Celeron和Duron竞争低端市场，Centaur则是利用它的低功耗，面向嵌入式机器。

　　在这条预想中，即使利用Cyrix的核心遗产进行开发，其实也不会走CPU内置北桥的设计。一是当时的die尺寸这么做不现实（10年后的初代Core i3也还是从胶水开始呢），另外一点，在Cyrix于Intel你来我往的诉讼中，Cyrix是带着总线专利一起卖给VIA的，做成分离的，一个北桥同时兼容VIA自家的CPU与Pentium III，共用Socket 370接口，对于VIA来说怎么想都是更合算的。不过最后，VIA还是没有再开Cyrix的核心路线，而是挂Cyrix的皮，把Centaur路线的后续产品放了进去。

　　之所以用Cyrix的皮，是因为当时Cyrix还是有一定市场占有的。但是因为Cyrix MII时代的高耗电低效能，反而这个名字带来了反作用，给人了低端的印象。后来的产品就改叫C3了（虽然C的来源这么看还是Cyrix的C，但是已经「去Cyrix化」了）。

　　说回VIA这颗名为「CyrixIII」的CPU。1级指令缓存和数据缓存各64KB，与W3相同，但依然没有加入2级缓存（两年前的Celeron 300A已经有2级缓存了），频率也仅为533～677MHz，因此性能低下是必然的。但最大耗电19.3W与低发热也算是成功的地方。自此，VIA带着Centaur的核心遗产，Cyrix的总线官司换来的x86授权，开始了低功耗x86 CPU的道路。

参考文章：

CyrixとWinChipを買ってCPU市場に乗り出したVIA (1/4)ascii.jp/elem/000/000/435/435327/