硬科技：20世纪末的x86神风特攻队NexGen Nx586/Nx686 (上)

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常常看到很多人提出1个共同的疑问：为何今日x86处理器市场，是由Intel和AMD联手垄断，几乎没有其他厂商的生存空间？

有经历过1990年代中期的科科，或许多少知道，这间因创办人Jerry Sanders那句「有晶圆厂才是真男人」而闻名的公司，在其创立于1969年后的25年内，x86处理器也并非其业务重心，而且曾经拥有过相当成功的快闪记忆体事业。AMD是到了1995年，才决定中止其自家RISC处理器Am29000的发展，将资源集中在x86处理器市场，并在2003年将快闪记忆体事业单位分割成与Fujitsu合资的Spansion，进一步累积长期对抗Intel的本钱。

也因此，AMD在x86处理器市场企图挑战Intel的霸权，一开始也并非一帆风顺，曾被寄以厚望的「Pentium ... 手(Pentium "Killer"，AMD从K5开始以K作为产品世代命名由此而来)」的5K86就面临上市一再延宕(当时最大个人电脑品牌Compaq还打算全面使用K5取代Pentium，甚至不惜延宕Pentium个人电脑的上市时程，但就一直等不到)，且产品效能不彰(1996年3月27日上市的初期SSA/5版本，动态分支预测是不能动的，平白损失30%效能)的问题，可谓出师不利，前景堪虑。

在那时候，只要一提到「究竟哪间厂商有机会颠覆Intel」，大多数人第一时间会想到的是Cyrix，而不是AMD。但发生在1995年10月21日的8.65亿美元NexGen并购案，却确立了日后「x86双雄」的格局—即使当时没多少人预见未来的发展，Rise、Centaur、Tran ... eta等x86神风特攻队还是继续觊觎这「看起来只要咬下一小块足以把自己养的肥滋滋」的巨大市场，然后油门踩到底地拼命向前冲。

神风特攻队驾驶员：NexGen 公司成立时间：1986年 公司消失时间：1995年10月21日 员工人数：不明 最具象征性产品：Nx586 由盛而衰的转折：没有 未能实现之遗憾：Nx686转生成畅销的AMD K6，没什么好遗憾的，倒是原本NexGen规划中的第七世代x86处理器(Nx786？)究竟长的如何，还让人蛮好奇的

如果要用1句话形容NexGen和其他x86神风特攻队的差异性，大概只有「思想远比其他Intel竞争者先进的太多」，更远非盲目追求「简单、迅速、便宜」的Centaur所能望其项背。

由印度人Thampy Thomas在矽谷创立的NexGen，打从一开始就开创了「将x86指令转译成1到数个固定长度的类RISC微指令，以加速常用简单x86指令的执行效率」的RISC86构想，并早在计画中的80386相容产品中实现，时间点大略与AMD K5总工程师Mike Johnson在其知名的Stanford大学博士论文("Superscalar Microprocessor Design"，日后在1991年由Prentice Hall出版成书，成为在超纯量管线技术领域中的首本专书)中提出的K86差不多。

后来NexGen因初代产品设计太过复杂，竟然变成「8颗晶片」的实作品，只能放弃，等待486等级的第二代产品：代号F86的Nx586。Nx586并非超纯量管线架构，但却也是x86世界首款非循序指令执行(OOOE，Out-Of-Order Execution)与预测执行(Speculative Execution)的处理器，光凭这点，就足以在计算机工业史上流芳百世。

虽然1994年3月上市的Nx586看似「超级先进的486处理器」，但除了极度开创性的处理器微架构，靠著先进的快取记忆体，效能却能够对抗Intel的早期Pentium。

首先，Nx586采用自家定义的NexBus汇流排，不相容Intel处理器脚位，且提供了类似Intel Pentium Pro的DIB(Dual Independent Bus)、让L2快取直接处理器核心的专用汇流排，无须耗费系统汇流排频宽才可存取L2快取，更利于拉抬L2快取时脉(处理器的一半)，大幅提升效率。

其次，让人更感到极度惊奇的是：Nx586的L1快取运作时脉，竟然是处理器的「2倍」，1个时脉周期内可进行2次存取，「多出来的那次」就用来跟L2快取互通有无，或著用来进行快取资料一致性协议的窥探(Snoop)。下款「2倍时脉L1快取」的x86处理器，就是Intel 90nm制程Pentium 4「Prescott」，相隔整整10年。

假若要说Nx586最像486的地方，恐怕就是「并未内建浮点运算器」这件事了。早期Nx586须外挂1颗Nx586浮点辅助运算器。专用的界面加上L2快取汇流排，让Nx586的处理器脚位数(463)远多于Pentium(296)，这也增加了晶片封装和主机板的制造成本。

除此之外，Nx586也需要专属的系统晶片组与相对应的主机板，不仅变相提高了行销推广的门槛，也拉高了潜在的技术风险，像NexGen自行开发支援PCI的NxPCI晶片组，过程就不太顺利，延期整整1年，这也埋下了NexGen被AMD并购后，决定让Nx686相容Pentium脚位的种子。

在1995年11月，也就是货真价实第六世代x86处理器Intel Pentium Pro登场之际，NexGen推出IBM 0.44µm制程、将Nx586和Nx587透过多晶片封装「包」在一起的Nx586FP。

不过为时已晚，不但那时NexGen已被并购(所以之后AMD用5K86出货给已经下单购买Nx586的客户)，在1995年10月10日，NexGen更公开了后继者Nx686的工程样品，奠定了AMD K6的技术基础。但AMD K6之所以能获得重大成功，也并非因单纯并购NexGen而功德圆满，这就留待下篇Nx686再与各位科科分享。

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