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讓ARM處理器可以運行x86軟件 Intel發(fā)警告不能容忍

2017-06-14
關鍵詞: 英特爾 X86 微軟 ARM

美國當?shù)貢r間 6 月 8 日,Intel (英特爾)在其官方博客上發(fā)表了一篇名為“X86:走過40載,依舊強大”(X86: Approaching 40 and Still Going Strong)的專題文章,來紀念 x86 微處理器誕生 40 周年。

1978 年,第一臺 IBM 個人電腦就是搭載的這種處理器。時至今日,基于 x86 架構的處理器仍是絕大部分 PC 和筆記本電腦的核心處理單元。但是,Intel 這座最后的堡壘似乎即將面臨攻擊,無路可退的 Intel 必將揮舞著法律大棒,死守其核心利益。

細心的人在閱讀這篇紀念文章時會發(fā)現(xiàn),它絕不是一篇簡單的 x86 發(fā)展歷史梳理。在紀念文章末尾處,Intel 加入了一段“警告”,表示絕不會對任何試圖侵犯 x86 及其周邊專利的行為坐視不管。

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圖丨6 月 8 日發(fā)表在 Intel 官方博客上的文章

“有消息表明,在沒有得到 Intel 授權的情況下,某些公司試圖模擬 Intel 擁有專利的 x86 指令集架構……Intel 歡迎任何形式的合法競爭,而且我們有十足的信心來保證Intel的微處理器會為用戶帶來最佳的體驗、運行程序的流暢度、豐富的產(chǎn)品選擇,以及為企業(yè)級用戶提供易于管理的IT整合方案。畢竟,我們的處理器歷經(jīng)了 40 年專門針對 x86 架構的優(yōu)化,時間會證明一切。”

“然而,任何對 Intel 專利的非法侵犯都是無法容忍的。我們由衷希望某些公司能尊重 Intel 的知識產(chǎn)權。完善的知識產(chǎn)權保護是 Intel 在 x86 指令集架構方面持續(xù)投入與開發(fā)的基本前提,Intel也會在保護公司的創(chuàng)新成果和投資方面持續(xù)保持警惕。”

——摘自Intel官方微博文章“X86:走過 40 載,依舊強大”

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雖然 Intel 這篇意味深長的博文并未提及是哪些公司試圖侵犯其專利,Intel的官方發(fā)言人也拒絕透露這些公司的名字,但全世界都知道,Intel指的就是微軟和高通,因為這兩者曾宣布將共同推出一版基于高通驍龍 835 的 Windows10 操作系統(tǒng)。由于驍龍 835 是基于 ARM 框架的芯片,它必須使用模擬器才能運行原本基于 x86 架構的操作系統(tǒng)與應用程序。

近些年來,由于移動設備的興起,Intel頭上“世界銷量最大的芯片公司”的頭銜早已被 ARM(和旗下的客戶協(xié)力)奪走?;?ARM 框架的移動設備芯片無處不在,除了智能手機和平板電腦這種你想得到的,還有各種你想象不到的,比如咖啡機、汽車、電視和音箱等等。

面對 ARM 強大的競爭壓力,Intel 必須嚴防 PC、筆記本電腦和一些商業(yè)服務器等基于 x86 框架的市場,因為這已經(jīng)相當于 Intel 最后一塊地盤。Intel 在其 x86 框架指令集中有著大量的專利,作為自己的專利堡壘。除了個別公司,如 AMD 和威盛(VIA)之外,Intel 并未將其 x86 相關技術做廣泛授權。

所以說,任何試圖模擬 x86 指令集架構的行為,尤其是來自基于 ARM 框架的芯片商,都會被 Intel 視作意圖染指自己的利益,勢必會讓其搬出知識產(chǎn)權保護法的利器。

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圖丨高通基于驍龍835的PC主版原型,尺寸僅為50.4平方厘米

實際上,自從 Intel 在 1978 年推出首個基于 x86 框架的芯片:8086 之后,在接下來的 39 年里,這個框架以層出不斷的創(chuàng)新推動了整個 PC 市場的繁榮。年紀大的讀者應對這個框架早期的芯片有所印象,比如 1982 年核頻率只有12.5MHz的 286, 1985 年33MHz的 386,和 1989 年100MHz的486。

正是這幾款芯片為 Intel 打下了核實的基礎,也是該框架 x86 名稱的得來。而486之后的Pentium(奔騰), Celeron(賽揚),Xeon(至強),以及Core(酷睿)則更是家喻戶曉的品牌了(Xeon作為服務器處理器,名氣在普通用戶中會小一些)。

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這里有必要解釋一下 Intel 為何會堅守 x86 架構,并將其發(fā)展成一個枝繁葉茂的大型專利池的。1978年,在 x86 出生時,Intel 還只是一家普通的科技公司。盡管在最初的幾年,x86 并沒有引起太大的關注,但三年后,x86 架構獲得了 IBM 的認可,并將其應用到全球首臺個人電腦。很快,x86一躍成為了個人計算機的標準平臺,成為史上最成功的CPU架構。所以,Intel如今的地位很大程度上是借助x86架構幫助。

從那時起,Intel的戰(zhàn)術就變得非常明確:專精于x86架構處理器,絕不涉及設備生產(chǎn)。這樣做的結果就是,不論設備制造商、軟件或系統(tǒng)開發(fā)者都可以與 Intel 進行合作,而不會產(chǎn)生利益沖突。得益于這種開放性和平臺概念,x86架構的兼容性也愈發(fā)強大,生態(tài)體系也日趨完善,這才成就了目前PC處理器市場Intel一家獨大的局面。

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正因為 x86 是 Intel 的立身之本,Intel 才會一直不遺余力的對 x86 架構指令集進行大幅度的拓展和優(yōu)化,增添了包括 SSE、AVX、TSX 事務內(nèi)存,以及 SGX 安全區(qū)域等功能,唯一的目標就在于讓這一古老的指令集重煥新生。

當然,從另一個角度來看,由于美國專利只有 20 年的期限,Intel 對 x86 的指令集不斷推出新的拓展也是為了加固自己的專利堡壘。

由于 x86 框架完全向后兼容,Intel 的布局可以使不少被廣泛采用的應用程序得以擴展。而且,這些新的擴展應用依舊能被仍Intel的專利所覆蓋。在大多數(shù)情況下,這些擴展都屬于同一類別:SIMD(單指令多數(shù)據(jù)流)指令集,這些指令在某些類型的數(shù)字處理、視頻和圖像處理以及游戲等領域中廣泛使用。

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圖丨使用 SIMD 指令集的圖像處理在性能方面獲得大幅提升

舉例而言,作為 SIMD 指令集中的一個類別,AVX 指令集屬于比較新的。不過,由于其誕生較晚,開發(fā)者并不能默認它存在于所有用戶的硬件當中。因此,為了確保向后兼容性,他們并沒有舍棄那些非AVX代碼。這樣,在缺乏 AVX 指令集的情況下,他們的程序依然可以跑起來。

但 AVX 的上一代指令集 SSE 卻不太可能有類似的備選方案。因為AMD將 SSE2 作為其 64 位架構 AMD64 擴展的一部分,這意味著,幾乎過去十年售出的所有芯片都能夠支持SSE2。因此,開發(fā)人員不需要擔心SSE2失效的情況。但是,這意味著幾乎所有的 x86 程序都需要SSE指令集才能運行。

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圖丨Intel、AMD均支持MMX、SSE、AVX等指令集

而這正是 Intel 的專利堡壘在覆蓋范圍上的厲害之處。因為 SSE 指令集也算新生事物:各種 SSE 擴展在 1999 年至 2007 年才被引入。所以,任何覆蓋它的專利目前都繼續(xù)有效。作為 Intel 專利的 SSE 指令集,我們很難想象任何 x86 模擬器將如何避開這些專利,同時還能提供與 x86 相似的兼容性。

不過,由于早期 32 位的 x86 指令集已誕生超過 30年,早已失去了專利保護。而包括TSX、SGX、MPE和VT-x虛擬化等 Intel 引以為傲的功能卻如無味雞肋,鮮少有應用會用到這些功能。

從這個角度來看,SSE指令集或許將成為Intel和高通等ARM框架芯片商法律沖突之間的焦點,而高通等選擇模擬 x86 框架的芯片商也會盡最大努力避開 Intel 的專利。

所以,不出所料,在這篇意味深長的博文中,Intel 梳理完 x86 的發(fā)展路徑后,筆鋒一轉,開始重點強調這些所有的技術創(chuàng)新成果都已經(jīng)申請了專利。目的顯而易見,就是為了防止競爭對手的抄襲和濫用,包括AMD、Cyrix、VIA和 Transmeta 等在內(nèi)的公司都已經(jīng)被 Intel 列入了“重點關注對象”名單。

但如果僅僅出于這個目的,恐怕還不會引起 Intel 如此大動肝火,在它眼里,曾經(jīng)的戰(zhàn)友微軟,和志在殺入桌面及處理器市場的高通,恐怕才是 Intel 需要應對的當務之急。

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圖丨1996-2015 年,圍繞 x86 及其擴展技術,Intel 申請了大量的專利

按照慣例,在今年晚些時候,包括華碩、惠普和聯(lián)想在內(nèi)的廠商都將推出搭載高通驍龍 835 處理器的 Windows 筆記本電腦。而作為系統(tǒng)提供商,微軟此次也不是首次推出基于 ARM 架構的 Windows 系統(tǒng)了,其早在 2012 年就推出了 Windows RT 系統(tǒng)。

但這次與以往不同的是:這次登場的Windows 10系統(tǒng)全部配有x86架構模擬器,可以實現(xiàn)大部分x86應用程序的正常運行。

換句話說,這一轉變就相當于微軟、高通和ARM三家聯(lián)手繞過了Intel,使得Windows用戶在幾乎不受影響的前提下,成功實現(xiàn)了由Intel平臺向“高通+ARM”平臺的無縫切換。

而微軟的此次選擇,也是因為看中了ARM架構所帶來的低成本、長續(xù)航和前衛(wèi)的設計等諸多優(yōu)點。曾作為業(yè)界典范的Wintel(Windows + Intel)組合也就在這一場暗戰(zhàn)中逐漸土崩瓦解。

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當然,有人歡喜有人愁,微軟的舉動對 Intel 來說無疑是雪上加霜。在征戰(zhàn)移動端失敗草草收場之后,這次 PC 市場的地位動搖顯然是這位昔日霸主所不能接受的,哪怕是訴諸法律也要奮力一搏。

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圖丨將最好的智能手機設計應用于PC,成了微軟與高通合作的最大賣點

當然,這些可能只是Intel單方面的強硬態(tài)度,在實際投入使用之前,我們很難確切掌握微軟 x86 模擬器的具體技術細節(jié)。x86的專利在業(yè)內(nèi)已廣為人知,如果微軟聲稱在開發(fā)模擬器時沒有考慮到這個專利,似乎也顯得不太合理。

另外,Intel的商業(yè)生態(tài)和微軟有著千絲萬縷的關系,這使得這家芯片公司哪怕真要將微軟(或其客戶)告上法庭時,也得三思而后行了。

有意思的是,就在 Intel 發(fā)布官方博客表達在 x86 專利方面的強硬立場后的第二天,即 6 月 9 日,高通也發(fā)布了一條官方聲明,雖未點名Intel,但卻也充滿明嘲暗諷。全文如下:

“鑒于我們(高通)近期與華碩、惠普、聯(lián)想等公司的公告,我們發(fā)現(xiàn)某家競爭對手于 8 日發(fā)表的博客文章很有意思。我們期待著于今年晚些時候發(fā)布基于高通驍龍 835 的實時互聯(lián)移動PC平臺。就如我們在今年的Computex上與合作伙伴微軟共同展示的那樣,全新的驍龍835移動PC平臺將采用超薄無風扇設計,并通過千兆級帶寬的 LTE 連接,以及超長的續(xù)航能力,來保證設備的實時互聯(lián)。這必將改變個人電腦的未來?!?/p>

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