一家不應被忘卻的芯片公司

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來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自techspot，謝謝。

大多數人無疑都熟悉英特爾、AMD、高通、IBM、德州儀器，甚至可能是威盛，但還有另一家前身芯片製造商您應該瞭解：Cyrix。

在近十年的大部分時間里，Cyrix 以實惠的價格將個人計算帶給了數百萬人。然而，該公司最終因其最佳產品和芯片無法運行熱門遊戲而倒閉，隨后又與一家更大的合作伙伴進行了災難性的合併。

20 世紀 90 年代初對於桌面計算行業來説是一個奇妙而又奇怪的時期。

英特爾似乎在微處理器領域的激烈競爭中獲勝；蘋果已經轉向 IBM 的 PowerPC 架構，而摩托羅拉的 68K 芯片正在慢慢將Commodore的Amiga PC 拖入墳墓。Arm只是蘋果和其他幾家公司點燃的一小團火焰，幾乎完全專注於為臭名昭著的Newton開發處理器。

在此期間，AMD 將其處理器從英特爾第二供應商的負面形象中解放出來。在克隆了幾代英特爾 CPU 之后，AMD 開發了自己的架構，到 90 年代末，該架構因其價格和性能而廣受好評。

這一成功至少可以部分歸功於 Cyrix，它曾有機會佔領家用 PC 市場，讓英特爾和 AMD 望塵莫及，但最終卻未能成功，並很快消失在科技墳墓之中。

謙遜的開始

Cyrix 成立於 1988 年，創始人為 Jerry Rogers 和 Tom Brightman，最初是一家為 286 和 386 CPU 生產高速 x87 數學協處理器的製造商。他們是德州儀器公司最傑出的人才之一，他們雄心勃勃，想要挑戰英特爾，並在自己的領域擊敗英特爾。

Rogers積極尋找美國最優秀的工程師，併成為一名以強硬著稱的領導者，帶領着一支 30 人團隊完成不可能完成的任務。

該公司的首款數學協處理器性能比英特爾同類產品高出約 50%，而且價格更低。這使得將 AMD 386 CPU 與 Cyrix FastMath 協處理器配對，以更低的價格獲得 486 的性能成為可能。這引起了業界的關注，並鼓勵 Rogers 邁出下一步，進軍 CPU 市場。

1992 年，Cyrix 發佈了其首款 CPU 486SLC 和 486DLC，旨在與英特爾的 486SX 和 486DX 競爭。它們還與 386SX 和 386DX 引腳兼容，這意味着它們可以用作老舊 386 主板的直接升級。製造商還利用它們來銷售廉價筆記本電腦。

這兩種型號的性能都比英特爾 486 CPU 稍差，但比 386 CPU 的性能要好得多。

Cyrix 486 DLC 無法與 Intel 的 486SX 時鍾頻率競爭，但它是完全 32 位芯片，具有 1KB 的 L1 緩存，而且成本明顯低得多。

當時，發燒友們非常喜歡使用運行頻率為 33 MHz 的 486DLC 來實現與運行頻率為 25 MHz 的 Intel 486SX 相當的性能。然而，這並非沒有問題，因為它可能會導致較舊的主板出現穩定性問題，因為這些主板沒有額外的緩存控制線或 CPU 寄存器控制來啟用或禁用板載緩存。

Cyrix 還開發了一種稱為Cx486DRu2的「直接替代」變體，並於 1994 年發佈了一種稱為 Cx486DRx2 的「時鍾加倍」版本，該版本將緩存一致性電路集成到 CPU 本身中。

然而，那時英特爾已經發布了第一款奔騰 CPU，這使得 486DX2 的價格下降到 Cyrix 替代品失去吸引力的地步。升級到 486 主板比為舊的 386 主板購買 Cyrix 升級處理器更便宜。當「時鍾頻率提高三倍」的 486DX4 於 1995 年問世時，為時已晚。

大型 PC 製造商（例如宏碁和康柏）並不認可 Cyrix 的 486 CPU，而是選擇了AMD 的 486 處理器。但這並沒有阻止英特爾花費數年時間在法庭上指控 Cx486 侵犯了其專利，儘管英特爾從未勝訴。

Cyrix 和英特爾最終達成庭外和解，英特爾同意 Cyrix 有權在持有英特爾交叉許可的代工廠生產自己的 x86 設計，例如德州儀器、IBM 和 SGS Thomson。

永遠不要重複同樣的伎倆，

除非你是 Cyrix

英特爾於 1993 年推出奔騰處理器，基於新的 P5 微架構，並最終取了一個深受市場歡迎的名字，許多消費者都能夠理解並推薦它。更重要的是，它提高了性能標準，開創了個人計算的新時代。

新穎的超標量架構使其能夠在每個時鍾周期內完成兩條指令。64 位外部數據總線使其能夠在每次內存訪問時讀取和寫入更多數據。速度更快的浮點單元的吞吐量最高可達 486 FPU 的 15 倍，此外還具有其他增強功能。

Cyrix 接受了挑戰，再次為無法處理新 Pentium CPU 的 Socket 3 主板創建了一箇中間地帶，甚至在該型號準備出貨之前。這個中間地帶就是 Cyrix 5x86，它以 75 MHz 的速度提供 Pentium 和 AMD 的 K5 等第五代處理器的許多功能。

Cyrix 甚至還生產了 100 MHz 和 133 MHz 版本，但它們並沒有提供所宣傳的所有性能增強功能，因為啟用這些功能會導致不穩定。超頻潛力有限。這些版本壽命很短，不到六個月，Cyrix 就決定停止銷售它們並轉向不同的處理器設計。

從Quake看Cyrix的巔峰

1996 年，Cyrix 推出了 6x86 (M1) 處理器，人們期待它能成為 Socket 5 和 Socket 7 主板上舊款英特爾 CPU 的又一款替代品，性能不俗。但這不僅僅是廉價系統的升級途徑，它實際上是 CPU 設計上的一個小奇蹟，人們認為它做到了不可能的事情——它將 RISC 核心與 CISC 核心的許多設計方面結合在一起。

6x86 也繼續使用原生 x86 執行和普通微碼，而英特爾的 Pentium Pro 和 AMD K5 則依靠動態翻譯來執行微操作。

該芯片與英特爾 P54C 引腳兼容，有六種變體，其命名方案令人困惑，本來是爲了表明預期的性能水平，但並不是時鍾速度的實際指標。

例如，6x86 PR166+ 僅以 133 MHz 運行，但其市場定位與以 166 MHz 運行的 Pentium 相當或更好，AMD 后來也複製了這一策略。

然而，6x86 將其自身標識為 486 CPU，因為它不支持完整的 Intel P5 指令集。這很快就成為一個問題，因為大多數應用程序開發正在慢慢轉向 P5 Pentium 特定的優化，以使用新指令來獲取更高的性能。

Cyrix 最終通過 6x86MX 和 6x86MII 變體提高了與 Pentium 和 Pentium Pro 的兼容性。

6x86 的一大賣點是其整數性能明顯優於 Pentium，當大多數應用程序和遊戲都依賴整數運算時，這是一個很好的優勢。有一段時間，Cyrix 甚至試圖為這種額外的性能收取額外費用，但最終，這種策略失敗了。

事實證明，6x86 的 FPU（浮點單元）只是 Cyrix 80387 協處理器的一個稍微修改的版本，因此，它比英特爾 Pentium 和 Pentium Pro 集成的新 FPU 設計慢得多。

公平地説，它的速度仍然比英特爾 80486 FPU 快兩到四倍，而且 Cyrix 6x86 在整體性能上勝過英特爾產品。但是，當軟件開發人員（尤其是製作 3D 遊戲的軟件開發人員）看到奔騰處理器越來越受歡迎，並選擇圍繞 P5 FPU 的優勢優化匯編語言代碼時，這種平衡就不復存在了。

當 id Software 於 1996 年發佈 Quake 時，使用 6x86 處理器的 PC 遊戲玩家發現他們獲得的幀速率低於標準，最多達到每秒 15 幀，無法播放，除非他們將分辨率降低到 320 x 200。

在這種情況下，您需要頂級的 Cyrix 6x86MX PR2/200 CPU 才能獲得每秒 29 幀的可玩速度。與此同時，使用英特爾系統的遊戲玩家即使在 640 x 480 的分辨率下也能以可玩的幀速率運行遊戲。

傳奇遊戲開發者約翰·卡馬克 (John Carmack)發現，他可以在奔騰芯片上重疊整數和浮點運算，因為它們使用 P5 核心的不同部分來處理除指令加載之外的所有任務。該技術在 Cyrix 核心上不起作用，這暴露了其 FPU 的弱點。當時的評測人員發現，在所有其他基準測試或性能測試中，6x86 CPU 的性能都比奔騰高出 30% 到 40%。

20 世紀 90 年代中期，沒有人知道計算的確切發展方向，而 Cyrix 認為最好優先考慮整數性能。這一決定導致處理器缺乏指令流水線，而這一功能將成為臺式機 CPU 的必備功能。指令流水線是一種將任務劃分爲一組較小操作的技術，然后由處理器的不同部分以更高效的方式同時執行這些操作。奔騰處理器的 FPU 是流水線的，這使得浮點計算的延迟非常低，可以處理 Quake 的圖形。

這個問題很容易解決，軟件開發人員為他們的應用程序和遊戲發佈了補丁。然而，id Software 花了太多時間圍繞 P5 微架構設計 Quake，卻從未提供這樣的修復。

AMD 的K5 和 K6 CPU表現比 Cyrix 的要好一些，但是在 Quake 方面，它們仍然不如英特爾的產品，Quake 是一款非常受歡迎的遊戲，也是新一代 3D 遊戲中的旗艦產品。

這導致 Cyrix CPU 因性能差距而受到嚴厲批評，公司在許多發燒友眼中失去了信譽。由於 Cyrix 無法與大型 PC OEM 簽訂合同，這對 Cyrix 的忠實客户羣來説是一個特別沉重的打擊，而這些客户羣正是由這些發燒友組成的。

更糟糕的是，Cyrix 是一家無晶圓廠芯片製造商，其處理器依賴第三方生產，而這些公司使用其最先進的生產線生產自己的產品。因此，Cyrix 處理器採用 600 nm 工藝節點製造，而英特爾的處理器採用 300 nm 工藝節點製造。

效率受到影響，這就是 Cyrix CPU 以極熱著稱的原因——以至於發燒友們設計了使用它們作為加熱元件的加熱板。它們對低質量電源過於敏感，超頻潛力有限。然而，這並沒有阻止人們（比如本文作者，他的第二臺 PC 內置了 Cyrix 6x86-P166+ CPU）稍微推動它們，慢慢地導致它們走向滅亡。

英特爾 CPU 霸權的

第一個真正競爭對手的隕落

到 1997 年，Cyrix 已竭盡全力與 Compaq 和 HP 等公司建立合作伙伴關係，因為將其 CPU 集成到這些公司的系統中將產生穩定的收入來源。它還試圖起訴英特爾侵犯其電源管理和寄存器重命名技術專利，但此事很快通過相互交叉許可協議得到解決，使兩家公司能夠專注於生產更好的 CPU。

這場訴訟讓這家已經資金短缺的公司雪上加霜。面對破產的前景，Cyrix 同意與 National Semiconductor 合併。這被視為一件好事。該公司終於可以使用合適的製造工廠和一支能夠獲得大合同的強大營銷團隊。IBM 製造協議維持了一段時間，但 Cyrix 最終將所有生產轉移到 National Semiconductor。

但事實證明，這一舉動決定了 Cyrix 的命運。美國國家半導體公司對製造高性能 PC 部件不感興趣，而是想要低功耗 SoC（片上系統）。

果然，Cyrix 推出了廣受詬病的 5x86 MediaGX，這款芯片集成了音頻、視頻和內存控制器等功能，配備了一個運行速度為 120 或 133 MHz 的 5x86 核心。

雖然性能較差，但成功説服了 Compaq 在其低端 Presario 電腦中使用它。這激發了其他 OEM 對 6x86 CPU 的興趣，Packard Bell 和 eMachines 就是典型例子。

業務重心的轉移並沒有阻止 Cyrix 嘗試生產更多高性能 CPU，但它只兑現了承諾，沒有其他收穫。美國國家半導體公司最終將 Cyrix 出售給臺灣芯片組製造商 VIA Technologies，但那時主要人員已經離開，MII CPU 也成了一個無趣的部件，沒有買家。

Cyrix 的最后一款設計是 MII-433GP，運行速度為 300 MHz，由於命名方案不佳，最終與運行速度為 433 MHz 的處理器進行了比較，而后者的性能要好得多。AMD 和英特爾當時正忙於競相提高 1 GHz 甚至更高的速度，而Arm 還需要 20 年的時間才能趕上來，挑戰臺式機和服務器市場的這兩大巨頭——更不用説完全主宰移動計算了。

VIA 用 Cyrix 的名字取代了使用 IDT 設計的 WinChip3 核心的處理器上的「Centaur」品牌，這為 VIA 的覆滅埋下了最后一根稻草。National Semiconductor 繼續銷售 MediaGX 幾年，然后將其更名為 Geode，並於 2003 年將設計出售給 AMD。

三年后，AMD 展示了世界上功耗最低的 x86 兼容 CPU，其功耗僅為 0.9 瓦，基於 Geode 核心，充分體現了 Cyrix 設計團隊的聰明才智。

為什麼 Cyrix 的遺產如此重要

無論您是否擁有過搭載 Cyrix 芯片的 PC，我們都應該記住這家公司所取得的成就和經驗教訓。

儘管在其存在的十年中，Cyrix 對行業的影響相對較小，但它的失敗證明了與提高原始時鍾速度相比，提高 IPC（每時鍾指令數）對於芯片製造商來説是一項更高效的努力。

時至今日，英特爾和 AMD 一直試圖在每一代產品中提高標稱時鍾速度，但在 3 GHz 里程碑之后，大多數真正的改進都來自於對其微架構（和緩存）核心部分的重新思考。一個值得注意的例子是AMD 的 Zen 進展，它在不到四年的時間內將單線程性能提高了 68%。

Cyrix 能夠生存下來並克服來自英特爾的大量法律壓力（以及財務壓力），英特爾在 20 世紀 90 年代起訴了幾乎所有 CPU 領域公司。

兩次事件都表明，訴訟不利於健康的市場，而交叉許可協議則導致不同公司的工程工作之間進行大量的相互影響，這被證明是有益的。

在無晶圓廠模式流行之前，Cyrix 也曾以無晶圓廠模式運營。如今，這已成為大多數硅片巨頭的標準做法，包括 AMD、高通、博通、Nvidia、蘋果、Marvell、紫光展鋭和海思等，它們都依賴臺積電等其他公司來生產芯片。

在與國家半導體公司合併之前，他們的營銷策略從來都不太好，而 AMD 在 21 世紀的 Athlon 和 Sempron 處理器上又犯了同樣的錯誤。

這些標籤表明它們在以較低時鍾速度運行時比英特爾處理器更快，但這在基準測試或實際性能測試中並不總是能很好地體現出來。AMD 放棄了這種方案，但可以説，事情至今仍然有點令人困惑。

如今，除了黃金回收業務外，你很難找到 Cyrix 處理器以及愛好者的老式電腦收藏。網上有一些證據表明，基於 Cyrix 的臺式機至少在 2010 年之前一直在使用，這意味着在該公司基本上融入威盛科技的投資組合之后，它們還存在了十年。威盛的兆芯部門不太可能仍然使用原始 Cyrix 設計中的任何內容，但只有時間才能證明他們是否吸取了教訓來尊重 Cyrix 的遺產。

參考鏈接

https://www.techspot.com/article/2120-cyrix/

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