30年前，1978年6月8日，英特尔(intc . o:行情)。它推出了第一个16位微处理器8086，引人注目的广告预示着“新时代的曙光”。Overblown? Sure, but also prophetic. While the 8086 was slow to take off, its underlying architecture -- later referred to as x86 -- would become one of technology's most impressive success stories.
“X86”是指一组机器语言指令，由英特尔和其他一些公司的某些微处理器执行。它本质上定义了芯片的词汇表和使用规则。X86处理器——从8086到80186、80286、80386、80486等各种处理器奔腾从现在的多核芯片到移动应用程序的处理器，随着时间的推移，各种型号的处理器都加入了不断增长的x86指令集，但每一种都提供了与家族早期成员的向后兼容性。
在8086问世后的30年里，x86家族已经从桌面pc到服务器，再到便携式计算机，再到超级计算机，有了系统的发展。在这一过程中，它已经杀死或牵制了许多相互竞争的架构和芯片制造商。即便是一些似乎被竞争对手锁定的市场，比如苹果(Apple)在麦金塔(Macintosh)电脑中使用摩托罗拉(Motorola) PowerPCs，近年来也被x86取代。
英特尔的架构是如何在计算领域占主导地位的?我们来看看。
在开始的时候
英特尔的第一个微处理器是4位4004，它是在1971年为日本的一个计算器制造的。随后很快出现了8位8008芯片，1975年又出现了8位8080芯片。8080进入牵牛星8800个人电脑，这是作为邮购套件出售。(比尔•盖茨(Bill Gates)和保罗•艾伦(Paul Allen)创建了微软公司(Microsoft Corp.)，销售牵牛星8800的Basic版本。)
三年后，16位8086首次亮相。IBM80年代初，ibm选择8088(8086的变种)作为其PC的动力，这给x86架构带来了巨大的动力，并帮助它成为了今天依然存在的行业标准。
英特尔(Intel)现任执行副总裁、电气工程师、芯片设计师帕特里克•盖尔辛格(Patrick Gelsinger)表示，个人电脑行业的关键转折点是1985年推出的32位80386。他说，当时还不清楚x86需要从早期型号的16位地址空间升级。“人们说，‘32位是什么意思?那是为小型计算机和大型机准备的。’他们当时嘲笑我们奢侈。”
大约在同一时间，康柏电脑公司(Compaq Computer Corp.)宣布推出386系列个人电脑，这大大削弱了IBM对个人电脑市场的致命控制。当时的IBM个人电脑运行的是16位80286，比386慢了三倍多。
根据英特尔的说法，IBM拒绝了386，因为当时还没有任何32位的软件可以利用它。IBM还在开发一种名为OS/2的16位操作系统。
IBM从上到下拥有这个体系结构。这是他们的应用程序，他们的操作系统和他们的硬件设计，”Gelsinger说，他是386设计团队的一员。“当他们转向下一代产品时，他们将是唯一一家能够提供自上而下解决方案的公司，而不保证下一代产品的兼容性。”
随着386的出现，一切都改变了，Gelsinger说。“我们从垂直行业转向了水平行业，这真的打开了世界的大门。”
386年之后是1989年的486年。不过，英特尔发现自己无法给数字注册商标，于是在1993年打破了之前的命名惯例，将第五代处理器命名为奔腾(Pentium)，而不是586。无数代的芯片都继承了奔腾的品牌(比如奔腾Pro、奔腾II和奔腾D)，英特尔也在x86产品中加入了低端的赛扬和高端的Core 2品牌。
尽管名称有所改变——更不用说在速度、功率和效率方面带来了指数级增长的设计改进——所有这些芯片都是基于从8086开始并一直延续到今天的x86指令集。
成功的秘诀
为什么x86这么长时间以来一直如此成功，在某些情况下甚至完全击败了竞争的微处理器架构?对于初学者来说，x86来得正是时候。到1978年，计算已经从巨大、昂贵的大型机向更小、更便宜的微型计算机迁移了好几年。桌面是合乎逻辑的下一个前沿。
此外，x86还演示了一个早在1965年就被预测到的特性戈登。摩尔他有一天会成为英特尔的董事长兼首席执行官。摩尔说，从本质上讲，微处理器的性能将每两年翻一番，而成本不会增加。他的预测后来被称为摩尔定律(Moore’s Law)，事实证明他的预测是正确的。从数据中心到最终用户的工作场所和家庭，x86继续主导着大量的计算领域。雷竞技电脑网站
而8086和它的后继者继续巩固了两个早期桌面电脑行业巨头之间的关系。比尔·盖茨和保罗·艾伦曾在1972年尝试为wimpy 8008处理器开发他们的基本编程语言，但失败了。但他们在1975年焊接进牵牛星微型计算机的功率更大的8080上使其工作起来。
这标志着英特尔和微软之间事实上的伙伴关系的开始，这将创造一个庞大的软件基础，继续推动今天的行业。在导致x86架构成功的所有因素中，可能没有比软件库存更重要的因素了——没有比RISC处理器恐慌更能说明这一事实的例子了。
RISC的风险
在20世纪80年代末和90年代初，对x86的严重威胁以精简指令集计算(RISC)处理器的形式出现，如Sun Sparc、IBM/Apple/Motorola PowerPC和MIPS处理器。当时的想法是，如果处理器处理非常简单的指令(每个时钟周期执行一条指令)，而不是使用复杂指令集计算(CISC)处理器(如x86)中复杂的多周期指令)，那么它的运行速度可以快得让人眼花缭乱。
当时，权威人士、媒体和英特尔的竞争对手广泛预测了CISC的消亡。“那对我们来说是一段艰难的时期，”盖尔辛格承认。事实上，英特尔匆忙开发了自己的RISC工作站处理器i860。但无论是860还是其他任何RISC处理器都无法撼动x86的霸主地位。
Gelsinger是80486处理器的首席架构师，他说:“在486发布的前一天(1989年4月10日)，已经有数十亿美元的软件等着在芯片上运行。尽管[x86 CISC]架构稍慢一些，但是等到您可以为RISC机器开发软件时，我们可以使[x86]机器更快一些。我们有压倒性的经济优势，因为我们有如此多的安装基础和如此多的人在发展。RISC的机器永远也赶不上。”
具有讽刺意味的是，RISC电脑缺乏软件，加上80486和奔腾处理器的巨大性能提升，使英特尔的i860和其他RISC处理器陷入困境。英特尔后来承认，试图引入第二个主要的微处理器架构是一个错误。
但加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)计算机科学教授、20世纪80年代RISC的主要创新者之一帕特森(David Patterson)说，RISC激发了很多创新。例如，(数字设备公司)的VAX架构无法跟上RISC的步伐，它或多或少地消失了。但是因特尔能够结合在RISC中变得流行的想法，同时用它的大型软件基础来维护他们的旧架构。他们之所以这样做，一定程度上是因为他们的制造业水平较高。”
浮点惨败
与RISC的威胁同样令人揪心的是始于1994年夏天的一场危机，当时英特尔的测试工程师在其新推出的奔腾(Pentium)芯片的浮点除法电路中发现了一个小缺陷。这个缺陷很少发生，而且影响非常小，英特尔决定修复它，在不召回有缺陷的芯片的情况下将芯片投入生产。
但几个月后，弗吉尼亚州林奇堡学院(Lynchburg College)的数学教授托马斯奈斯利(Thomas nice)在自己的个人电脑上发现了这个漏洞。英特尔后来承认，他在英特尔找不到任何愿意听他诉苦的人。于是他把他的发现发布在互联网上，不久之后，英特尔就卷入了一场猛烈的批评风暴，最终导致了一场公关灾难和4.75亿美元的芯片召回。
英特尔前高级副总裁余永定(Albert Yu)在《创造数字未来》(Creating the Digital Future)一书中回忆道:“这是一个痛苦的成长过程，但我们最终学会了像一家消费公司那样行事。”
混合和匹配
卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)计算机科学教授、英特尔研究顾问托德·莫里(Todd Mowry)说，1995年出现了x86历史上的另一个决定性时刻。就在那时，英特尔推出了Pentium Pro，这是一款微处理器，具有一些全新的功能，比如能够在指令流中预测未来，猜测哪些指令是需要的，然后按顺序执行。这使得处理器在更大的时间百分比内处于繁忙状态，再加上一个新的、非常快的片上缓存，它在一些应用程序中提供了巨大的性能提升。
“完全不同的是，”Mowry说，“他们在不改变指令集的情况下使用了RISC的优点。他们通过将x86指令转换成更像RISC指令的微操作来做到这一点。”因此，在x86机器内部有一个RISC机器，一夜之间，消除了性能差距。”
莫里说，奔腾Pro是自上而下的设计过程的结果。他说:“他们从设计一台高速计算机开始，然后想出了如何让x86在其上运行。”
Gelsinger说，这种方法——在非x86体系结构中找到好的想法，然后从它们开始逆向工作——就是它的工作方式。奔腾是一个戏剧性的建筑飞跃。我们从小型计算机和大型机中汲取了最好的想法，并将它们更好地加以实现，因为我们有一种称为“硅”的高级画布来绘制它们。”
他说，与大型机不同的是，大型机将处理组件分散到箱内的一个较宽的区域内，将所有的东西放在一个单一的、微小的、紧密集成的芯片上，这给微处理器设计者提供了更大的灵活性，使他们的设计更强大。事实上，多年来，根据摩尔定律，硅芯片的性能一直在快速进步，而互联组件系统的进步却没有那么快。
竞争日趋激烈
即使在x86芯片的大本营，英特尔也没有享受到来自竞争对手的豁免权。例如，台湾威盛科技(VIA Technologies)于1987年在硅谷成立，销售核心逻辑芯片组，其中一些使用x86技术，用于主板和其他电子元件。威盛现在生产种类繁多的产品，并将其x86处理器定位于低功耗移动和嵌入式市场。
高级微设备公司作为全球第二大微处理器制造商，英特尔自2000年以来一直是英特尔的眼中钉。在20世纪80年代和90年代的大部分时间里，AMD一直是x86芯片的仿制品，几乎没有引起英特尔的关注。(Mercury Research的数据显示，在兼容x86的台式机和手机市场上，它仍然只占15%左右的份额。)
但AMD在2000年推出了x86指令集的64位超集x86-64，在技术和公关方面取得了重大突破。作为一个超集，这意味着新的x86-64机器的用户可以使用它们在本地运行他们原来的32位软件。
当时，英特尔的64位产品是Itanium，这是英特尔和惠普公司(Hewlett-Packard Co.)为在big iron上执行超标量而开发的一种架构，它不能直接与基于32位x86的软件兼容。为了应对AMD的威胁，英特尔在2004年推出了自己的64位x86指令超集EM64T。AMD和媒体充分利用了该公司在64位市场上击败英特尔的事实。64位市场是最重要的市场。
“这是一个例子，x86指令集的灵活性被用于英特尔，”帕特森说。“因此，即使英特尔主导了市场，另一家公司也可以改变x86的发展方向。”
走向了极端
今天，英特尔的x86正在计算机领域走向极端。4月28日，该公司宣布将与Cray Inc.合作开发新的超级计算机基于Intel x86的处理器。(Cray已经在使用AMD基于x86的64位Opteron处理器。)
在4月2日的上海开发者大会上，英特尔宣布了这一计划原子基于x86处理器，是公司最小的。它的功耗不到2.5瓦，而普通笔记本电脑的处理器功耗约为35瓦。公司的运两个新的原子芯片对于小型笔记本电脑和台式机来说，就在本周。
那么，x86还能再存活30年吗?有一些力量在起作用，将从根本上改变微处理器的设计，即使是在短期内(见“x86的下一个目标是什么?”)。但几乎没有人预测到令人尊敬的x86会消亡。卡耐基梅隆大学的莫里说:“很难看出为什么会有另一个指令集来接管它，因为有这么多有价值的软件在[x86]上运行。”