為什麼我們還在使用X86 CPU?致敬8086處理器問世40周年

來自專欄 UEFI和BIOS探秘

前幾天（6月8日），是x86架構系列第一款8086處理器問世40周年，下個月，英特爾也將迎來50歲的生日。多少年風雨相伴，基於x86的電腦總是陪伴著我。小時候偷偷潛入母親的實驗室，第一次上手8086電腦，就驚嘆於遊戲的畫面，而立志於寫出自己的遊戲，從而走上程序員的不歸路。大學期間，80386和80486電腦上的仙劍奇俠傳消磨了多少個不眠之夜。我的第一台電腦，奔騰586就是借口學習寫程序，花費近1萬元巨資，購得200MB的硬碟和16MB的海量內存，從此天雷勾動地火，各種遊戲不亦樂乎，耽誤了學業。到如今，雖說當時寫遊戲的志向從未達成，我卻與程序結下了不解之緣，為安身立命之本。回首當年，全拜X86所賜，在它40歲的生日，我要為它獻上自己的祝福。

1978年6月8日，Intel發布第一款16位微處理器：8086（亦稱之為iAPX 86）。隨後於1979年，又推出了Intel 8088，並用在IBM PC的原始設計中（IBM PC XT）而被人知曉。8086是Intel最成功的處理器系列x86架構的開端，這也是Intel始料未及的：

該系列較早期的處理器名稱是以數字來表示80x86。由於以「86」作為結尾，包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486，因此其架構被稱為「x86」。從此傳奇被延續，時至今年，Intel在40周年還推出贈送8086K CPU抽獎活動。我們比較最初的8086和最近的8086K，多少時光盡在其中：

40年了，為什麼我們還在用X86?

8086和8086K，只有k這個字元的差距，卻花了40年的時間。這麼多年過去了，計算機產業飛速發展，為什麼我們還在使用基於複雜指令集的X86呢？

與一般的印象相反，Intel實際上嘗試過多次革自己的命。從iAPX 432, Intel i960, Intel i860到最後基於精簡指令集的安騰處理器（Itanium， IPF），Intel花費了數以十億計的資金用於尋找X86的替代品。安騰處理器甚至和HP合作，賠本好多年，在精簡指令集RISC大熱的時候乘勢而上，在x86當時並不善於的伺服器領域著手，希望闖出一片新的天地。

這些努力無一例外的都失敗了。台式機和筆記本可以說被X86佔據了生態位，其他架構難以發揮外，安騰的失敗令人意外。X86在伺服器領域後來居上，打敗了Intel自己的安騰、IBM、SUN等等，佔據了絕對統治地位。這是為什麼呢？

現在的X86已經遠遠不是原先的X86，就像第一輛大規模量產的汽車Model T和現在的特斯拉，都是汽車，表層有很多不同，但更深層次的改變卻深埋在軀殼之下。從8086的大約20000個晶體管，到現在數十億個晶體管，量變的同時也有著本質的變化。我們現在很難說現在的X86還是不是複製指令集，超長指令集被解析成微碼，而微碼引入了精簡指令集的很多概念和優化，從而RISC和CISC不再是涇渭分明的兩方，而是融合進入了x86的內心。L1、L2、L3甚至L4 cache的引入，各種高速內部外部匯流排的發明，不斷地給x86注入新鮮的動力。是的，x86在生長，在演化，並在演化中煥發出勃勃的生機。

助力X86持續保持成功的另一很重要的因素是兼容性。儘管CPU Die上大約30%的部分都要被用來保持向前兼容，成本巨大，但它的好處卻怎麼強調都不為過，甚至安騰處理器都要發明X86兼容模式。沉重的歷史有時候是負擔，但忽略巨大的慣性則是愚蠢的。x86多年積累的巨大生態系統，讓任何企圖忽略它的人們都付出了慘重的代價，包括Surface RT和X86的主人自己發明的安騰。

結論

沒有人預計到8086會如此改變人們的生活，8086之父Stephen P. Morse，他說新的CPU

Intended to be short-lived and not have any successors.

每一個新東西被創建後就會有了自己生存的邏輯和路徑，就算是它的主人有時候也只能隨波逐流。在未來的近十年中，x86還會陪伴在你我左右。隨著AI對晶元的需求改變，和量子計算的發展，未來的變化值得期待。

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