说逆天似乎有些标题党了，但确实Mac上有很多小众但却让人无法自拔的工具，自己平时用的多，整理了一些，希望有帮助:)这次只分四…

本文原发：新智元（微信号：AI_era），巴比特资讯经授权转载。以下为原文：

【新智元导读】为什么中国做了30年芯片都没有出现英特尔、ARM这样的巨头？关键在于国产CPU缺少强大的生态系统。有着十余年芯片行业经验的torvaldsing投书新智元，把x86生态系统和ARM生态系统的艰难发展历程和残酷的市场竞争大起底。最后呼吁马化腾：请借助腾讯的强大生态，把CPU和OS这两个老大难问题给OTT掉！

这几天中兴事件持续发酵以来，各种议论纷纷扰扰。

上周，新智元推送了一文，引起了无数从业者热议。

有十余年芯片从业经验的水木网友torvaldsing告诉新智元，这几天对他触动最大的，还是碧树西风写的这句话：

一碗牛肉面，真的要用牛肉，真的要用面，真的要炖很久，这么简单的道理，偌大一个国家，这么多精英，过去这么多年了，咋就不能懂呢？

做芯片很难，做核心芯片更难，做需要生态系统的CPU芯片，比大家想象得都要难。

因此，torvaldsing投书新智元，尝试谈一谈x86生态系统和ARM生态系统的艰难发展历程和残酷的市场竞争，向大家介绍一下做CPU的各种困难，以及眼下能看到的一线希望。

我尽量写得轻松一些，因为其实这个话题很有趣，仔细探究起来，很多看似爆炸性的新闻，其实草蛇灰线伏脉千里，在很早之前就发端了，这其中的故事，真的像演义小说一样好玩。

本文会罗列很多的往事和参考资料，保证有诚意。一些地方没忍住加上了一些三脚猫的分析，欢迎拍砖打脸。

同一个VM上跑的语言相互调用很容易，跨VM很难互操作。由于虚拟机实在太多了，它们反而成了新的CPU架构的拦路虎：80年代只需要搞定C语言编译器就能卖Unix工作站，如今ARM服务器要想挑战Intel，必须把所有这些基于VM的编程语言都支持得很好，JIT编译器的效率都要做得比较高才行。

第三个挑战，来自Transmeta公司对x86指令集的Emulation（Emulation这个词很难翻译，索性不翻了）。简单地说，Emulation就是把x86指令集看成一个虚拟机的指令集，然后用类似JIT编译器的技术，在非x86的CPU上跑x86的程序。未经许可用别人的ISA做CPU是违法的，但用Emulation的方式实现ISA则不违法（Intel和Transmeta只打过专利的官司没打过ISA的官司，Intel还输了）。

如今最广为人知的Emulator是Qemu，上文提到的x86、MIPS、PowerPC、Sparc、MC68000它都可以支持。一般而言，Emulation会导致性能下降一个甚至若干个数量级，根本不足为虑。

1995年，Transmeta公司成立，经过艰苦的秘密研发，于2000年推出了Crusoe处理器，用Emulation的方式，在一款VLIW（超长指令字）风格的CPU上执行x86的程序，这样就规避了没有x86指令集授权的问题。Transmeta的牛X在于，虽然是Emulation，但实现了接近Intel处理器的性能，同时功耗低很多。2000年年底Transmeta的IPO大获成功，其风光程度，直到后来谷歌IPO的时候才被超过。

Transmeta最后还是失败了，Intel在渠道上打压它是次要原因，性能不足是主要原因。虽然VLIW在90年代中后期被广为推崇，但事实证明，它的性能比起乱序执行的超标量架构，还是差一截。另外Transmeta的芯片是在台积电制造的，那个时候不比现在，台积电的工艺水平比起Intel还差很多。2000年的时候，PC还远没有性能过剩，性能还是比功耗重要。等到2010年，Intel的Atom处理器慢得一塌糊涂，依然靠着低功耗，点燃了上网本的大火。

K1芯片，其中的Denver处理器，利用Emulation技术，在底层的7路超标量架构上，实现了ARM64指令集。值得注意的是，NVidia拥有ARM64的指令集的授权，它不是用Emulation技术来规避什么，而是用Emulation来提升性能，实现比硬件直接执行还要高的性能。根据评测结果，Denver超过了当时苹果最好的手机CPU。近期推出的Denver2处理器的，性能更是秒杀苹果的A9X和华为的麒麟950。

Emulation技术如果真的发展到了比直接执行还要快，Intel的麻烦才刚刚开始。微软联合高通，推出基于SnapDragon835处理器的笔记本，运行Windows 10操作系统，上面可以安装x86的软件。Intel虽然很不爽，但Emulation并不需要指令集授权，所以他只能警告说，在实现Emulator时，不许侵犯Intel的专利，而这一点，微软和高通肯定早已考虑到了。

x86生态系统曾经面对过一次最严重的、近乎灭顶之灾的挑战。这次挑战来自于谁？就来自于它的缔造者Intel。

Intel心不甘情不愿地把自己的x86指令级授权给了AMD等一众供应商，眼睁睁看着他们分享自己的利润，很不爽，于是想在x86之外另起炉灶，建设自己独享的生态系统。正巧在90年代初期，升级64位计算成为一个风潮，1991年有MIPS R4000，1992年有DEC Alpha，1995年有SUN

x86架构兼容老旧应用程序的能力是出了名的。8086把8位的8080升级为16位的时候，80386升级到32位的时候，都完全兼容旧有的程序。直到今天，Intel的处理器依然支持虚拟8086模式，在此模式下，可以运行30多年前的8086程序。升级到64bit的时候，Intel居然要放弃所有之前的8位、16位、32位应用了！可想而知当时在业界会引起怎样的轩然大波。Linux的缔造者Linus Torvalds公开对此表示反对。

IA64进展得并不顺利，EPIC本质上就是一种VLIW，如前所述，VLIW的性能比乱序超标量要差。而且EPIC的编译器非常难以开发。原定1997年就会推出产品，但直到1999年才发布IA64指令集，2001年才推出产品。另外Intel也不敢完全放弃之前的32位x86应用，它给出的解决方案是Emulation，但EPIC不像Transmeta为Emulation做了很多专门优化，跑32位x86应用的性能很差。

这个时候，千年老二AMD站了出来，为x86续命。2000年，它推出了AMD64指令集，延续了x86架构兼容老旧应用程序的优良传统，可以原生执行8位、16位、32位的老程序。2003年，AMD推出Opteron服务器CPU和Athlon64桌面CPU。

AMD64从技术上和生态上都压了IA64一头，Opteron在服务器市场上为AMD赢得了前所未有的成功。2004年，Intel推出了代号为Nocona的至强服务器CPU，它支持一种称为EM64T的技术，EM64T就是AMD64的马甲。江湖有传言说，Intel曾想提出另外一套不同于AMD64的x86升级64位的方案，但微软为了避免x86生态的分裂，极力阻止了。2012年，Intel推出了最后一代IA64的CPU，关闭了这个不赚钱的产品线。

回顾这段历史，有几点特别令人感慨。

首先，即使是看似无比强大不可战胜的Intel，不顾生态系统中其它伙伴的利益，一意孤行也是会撞南墙的。

其次，幸好由于历史的原因，x86生态中，AMD和Intel是交叉授权的关系，AMD有权加入3DNow这种多媒体扩展指令，也有权加入64位指令，如果是像如今ARM的架构级授权方式，被授权的企业不能自行加以扩展，那可能还真没有办法阻止Intel了。

最后，Intel的执行力还真是超强，掉头极快，EM64T的CPU只比AMD64的CPU晚出了一年（当然不能排除Intel早就有备份方案）。

虽然在IA64上栽了跟头，但Intel靠着自己的技术实力，持续不断地推出性能和功耗表现更好的产品，AMD在64位战役中所取得的优势，慢慢也被消磨掉了。

岁月如梭。进入移动互联网和云计算时代之后，服务器的需求量上升。这时RISC架构的服务器CPU几乎快被消灭干净了，只剩下IBM Power奄奄一息。于是Intel几乎独享了服务器市场扩大所带来的红利。但它却高兴不起来，因为移动市场形成了ARM一家独大的局面，移动终端CPU这个市场，Intel怎么也挤不进去。

正巧Intel在刚刚火过一把的上网本市场里设计了一种低功耗的x86核心，即Atom。Intel以Atom为武器，杀入了手机芯片市场。2012年，Intel的老伙计联想，推出了第一款Intel芯片的手机K800。紧接着还有Motorola的XT890。2013年，中兴、华硕也有产品问世。但三星、小米、华为、OPPO、VIVO等出货量大的厂商，都没有采用Intel的芯片。这些手机大厂，看看x86生态中做整机的联想如何艰难度日，估计心里也是一万个不乐意让Intel到移动领域来继续称王。

到2014年，Intel芯的手机还是没有打开局面，市场唱衰之声一片。但Intel并不想放弃。手机攻不下，那就攻平板！大厂攻不下，那就攻白牌！嫌我的芯片贵，我就给补贴！又过了两年，平板也没有攻下来。在移动市场赔了上百亿美金的Intel，黯然离场。

Intel失利的原因众说纷纭，我觉得根本原因还是竞争力不足：

首先，这个时候的台积电已经不是Transmeta家Crusoe芯片诞生时的吴下阿蒙，它生产的手机芯片的功耗和性能并不输给Intel；

其次，这次Intel并无生态系统的优势，要靠名为houdini的Emulator来执行ARM指令集的程序，性能打了折扣。试想，Intel芯的手机如果性能和待机时间都是iPhone的两倍，谁能抵挡得住这种诱惑？

几乎在进攻移动市场的同时，Intel也在推出产品试水物联网市场，只不过没有大举宣传。2013年10月，Intel推出一款叫做伽利略的Arduino开发板，上面的CPU叫做Quark（夸克）。Quark是比Atom（原子）还小的基本粒子，这个名字暗含着轻巧、低功耗的意思。接着，Intel在2014年的CES大会和2016年的IDF大会上，先后推出了升级的爱迪生和焦耳开发板。

Intel的大名和Arduino联系在一起多少有些奇怪。Arduino是一套可以跑在低端MCU上的C语言函数库，是电子创客们的最爱。淘宝上Arduino开发板才几十块钱。焦耳开发板上的处理器是4核心、、、、腾讯文档）；而WebGL已经能支持Unity3D这种大型游戏框架。

照此趋势发展下去，独立应用程序仅仅会作为一个包装而存在，开发者写一套H5，加上不同的包装，就成了PC、Mac、Android、iOS上的独立应用程序，不加包装，就是网站。微软去年开源的ReactXP，就是为了实现这一目标。

这意味着什么？不但底层的CPU被OTT了，操作系统也被OTT了。因为移植一个应用程序到各个平台上，几乎没有什么难度。谁将是生态系统的掌控者？若干个超级App，像微信、QQ、支付宝这样的。它们不但包装自家的应用，其它开发者也可以把自己的应用放在这个包装里面，借重超级App的广泛覆盖度，抵达最终用户。前文提到了，如果微信小程序获得成功，腾讯必然会重拾Q+的野心，把QQ变成桌面上各种H5应用的App

如果真的会这样，微软岂不是会比Intel还着急？拜托，微软已经不是二十年前主要靠卖Windows和Office的光盘赚钱的那家公司了，未来它会专注于云计算。但Intel还和二十年前一样在卖芯片。

第二是编译技术尤其是虚拟机的发展。如今的编程语言太多了，80年代那种搞定C语言编译器就OK的好日子早已过去。任何一个新CPU架构要想在移动、桌面、服务器市场站稳脚跟，都得搞定无数的编译器（包括虚拟机用的JIT编译器），这是个坏消息。但好消息是，搞定这些编译器基本就差不多了，不用劝说开发者重写汇编代码。

老一代程序员对x86处理器架构和汇编都非常熟悉。求伯君当年开发WPS时，手写几十万行汇编；雷军读本科时，是系里20多年来拿过《汇编语言程序设计》满分成绩的两个学生之一；梁肇新开发超级解霸时，把MMX汇编玩得出神入化。感兴趣的读者可以看看梁的《编程高手箴言》，那里面，描绘了一个对现在的程序员而言，完全陌生的世界。在那个世界里，你开发的PC应用程序想要移植到Mac平台上，几乎要完全重写。

如今高层次的编程语言接管了一切，汇编语言从很多学校的本科课程里消失了，入门教材也从C改成了Java，甚至是Javascript或Python。程序员完全不熟悉底层的CPU。即使是真的需要拼性能的场合，编译器也在很大程度上代替了手写汇编。ARM的工程师告诉我说，ARM在开发开源的Compute Library过程中，主要依靠在C源码中加入标注来指导编译器生成SIMD指令，而不是像梁肇新那样手写。

在这种情况下，软件平台厂商就变得非常强势，因为他们知道，应用开发商只需付出重新编译一遍的代价。比如苹果，就要求所有的App都改为64位的。这样，未来苹果在手机CPU里放弃对32位应用的支持时，甚至都不会有人感觉得到。这对于x86生态系统而言，简直是天方夜谭，显然微软对此非常眼馋，并且尝试在Windows 10 S中复制这种掌控力。

至于谷歌，Android把所有应用都跑在虚拟机上的尝试虽然失败了，但如果未来它再针对AR/VR、AI或机器人发布一个什么软件平台的话，就很有可能完全禁止原生程序。

而Oracle，正在努力开发可以支持所有编程语言、能把所有CPU给OTT掉的全新VM：GraalVM。我们拭目以待。

RT的二合一平板。如今Denver处理器跑Windows 10绝不会让人意外，那么它会怎么跑呢？肯定是直接在底层硬件上做x86的Emulation，而不是在Emulate出来的ARM指令集上再做一层Eumulation。

Denver处理器前些年没有跳出来抢Intel的饭碗，很大程度上是因为NVidia还在做Intel平台的主板芯片组，另外NVidia还没有那么强大。如今NVidia也不做芯片组生意了，还借AI的东风，股价扶摇直上。说不定哪天，NVidia就会放出Denver处理器的x86 Emulator，做到单线程性能不输Xeon，强攻服务器市场。想想看，在单芯片上集成GPU和x86版的Denver，云计算厂商能不动心？

如果未来Emulation技术进一步发展并且被越来越多的厂商掌握，很可能会出现这种情况：CPU本身是某种外界不了解的指令集，官方发布时，只能Emulate某种开放的指令集，例如RISCV；但是用户可以给它安装不同的Emulator，让它变成x86-64处理器，或者ARM64处理器。在软件定义一切的时代，这并不是多么疯狂的想象。

总之，CPU依然不可或缺，但CPU用谁家的，是什么指令集，会越来越不重要。软件的发展，会在用户和底层的CPU之间加入足够大的缓冲带，CPU的差异，越来越难以被用户察觉到。

此文在最后修改之时，看到了

就像10多年前一样，只要搞定知识产权问题，选择技术路线，找会干的人，投入干，CPU/芯片就能够做出来。搞不定的依然是操作系统。差距大的依然是生态。

当年，绕得过Intel，跨不过微软。如今，绕得过Arm，做不出安卓。

我也曾在北大参与过国产CPU的研发，生态之难体会颇深，真的，

何况过去二十年真的没烧多少。

但我并没有梁宁那么悲观，毕竟技术的潮流无法抗拒，借用马化腾的一句名言“可能你什么错都没有，最后就是错在自己太老了”。

Intel和ARM如此强大而且极少犯错，我们如此弱小就算它们犯错也无法利用——但我们可以欺负它们的“老”。

在此借新智元的宝地，向小马哥呼吁一声：

请借助腾讯的强大生态，把CPU和OS这两个老大难问题给OTT掉吧！

做法非常简单，把Q+桌面再重新搞起来，做一款完全使用Javascript&Webassembly编程的操作系统，里面用腾讯文档来替代Office，各种微信小程序都支持起来，适当支持游戏（但要加入家长监控系统）。补贴芯片厂，让它们使用ARM或RISC-V外加国产Imagination gpu做SoC，生产类似Surface这样的二合一平板。底层CPU使用的ISA完全不可见，上层编程完全用H5。这样，就帮祖国把CPU和OS这两个陈年大洞都补上了。

芯片要下苦功，别凡事都指望模式创新。这不假。但偏偏CPU真的面临一个十倍速变革的机会，真的有靠模式创新而胜出的机会，为什么不试试呢？如果腾讯不去尝试一下，谁还有资格呢？促进祖国的微电子发展功德无量，相信这次不会有人说腾讯垄断之类的闲话。