压力下的角逐-第7章
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飧鼍虻闹噶罴蛊淠茉贑ISC架构上运行得更快。问题是用户需要将旧的软件转移到新的电脑上，但是英特尔不用这样做，这在硬件升级方面有绝对优势。
我刚到IBM时，第一份工作是计算机架构和逻辑设计，对旧的CISC和较新的RISC都有较多的接触。1965年6月IBM雇了我，我的工作地在纽约州的安迪考特，这家企业的诞生地和悠久传统的分部。二十世纪六七十年代，IBM在纽约州设计、生产的S/360和S/370大型机获得了巨大声望。然而到了八十年代，迪吉多（DEC）和其大受欢迎的VAX小型机开始侵蚀大型机低端市场。安迪考特的格兰代尔实验室推出9370机来击退这个威胁。
因为需要和S/370的代码兼容，9370中央处理器用的是CISC芯片。我从设计一个特殊的输入/输出处理器入手，这是一个很简单的RISC设计，却是我第一次做实际的处理器设计工作。当我接受IBM的工作时，朋友们嘲笑我说：“你怎么会想去那里？他们不会让你这样的菜鸟搞什么真正的设计的。”
我自信地说：“如果我是一个好设计师，他们会让我做的。”
我的朋友们都错了。IBM那时正好是在扩张期，很愿意冒险让新员工承担重要工作。尽管我的设计最后没有变成产品，却让我积累了很有价值的电脑设计经验。
我在安迪考特还学会了自酿啤酒和滑雪。这些技能就像电脑设计经验一样有用。我在安迪考特的室友布莱斯·斐尔是个有趣的单身汉，他兴趣广泛。
他邀请我下班后去他家，带我到酒窖，架上摆着几百瓶啤酒。他取下一瓶，吹掉浮尘，打开倒进两个冷冻杯。
“品尝一下。”他微笑着说。我们默默干杯，一口气喝完。
那是我喝过的最爽口的啤酒。“太棒了，布莱斯，”我大声叫道，“你从哪儿买来的？”“你买不到的，这是我自己酿的。”他答道。
他的那种特殊啤酒其实就是大麦酒，味道柔滑而且酒精度很高，我很喜欢。于是布莱斯告诉了我造酒的所有秘诀，很快我就能自己酿了。
布莱斯也介绍了他的另一种爱好—滑雪。那里有个名叫格里克峰的滑雪场，我们经常在周五下午早一点收工去滑雪。那里的滑道都有灯光，可以玩到很晚。
设计RISC计算机、自酿啤酒还有滑雪，安迪考特这样的生活对于一个年轻工程师来说还真不赖。后来我听到消息说德州奥斯汀将上马一个新项目，中央处理器会采用RISC而不是CISC架构。据我所知，这是一个最合适的途径。比较两种架构，用RISC可以设计出更简单且具高性能的硬件。如果我呆在安迪考特，只能做一些CISC的设计工作。我想找到用RISC技术设计更快的微处理器的机会。
压力下的角逐 第二部分 第三章 核心竞争力在哪里（5）
1989年的一天，我走进三线经理波比·邓巴的办公室，告诉他我会去奥斯汀做RISC微处理器设计工作。波比是个很好的硬件设计师，最喜欢做他熟悉和喜爱的S/370计算机设计。他把脚搭在桌上，笑着对我说：“在RISC架构上是搞不出什么东西的。”
他的预言没能兑现。如今，IBM和弗瑞斯凯尔（从摩托罗拉分拆出的公司）做的最多的芯片都在采用PowerPC的RISC架构。PowerPC是IBM为从游戏机芯片到超级电脑服务器芯片所有产品线确定的架构。
英特尔虽然坚持自己的架构，但已经采用了我们桑莫塞特团队研发的所用的RISC技术。他们有一个强悍的微处理器设计团队，有几千名工程师在优化指令流，改进X86微处理器的结构，直到能够在更高频率下提供同样甚至更好的性能为止。
英特尔使用了由IBM和其他公司发明的平行处理技术，比如超标量体系结构和无序执行技术。前者是用多个平行执行单元通过同步执行多组指令提升计算效率，就像超市里的多个结账通道。后者可以通过为准备执行的指令预先做好安排而提升效率，这意味着，如果一个长指令未能执行完毕时，可以先执行一些较短的指令，充分利用空闲机时。
尽管我们在桑莫塞特已竭尽全力了，引入RISC时，英特尔仍是微机行业唯一的霸主，当然，在软件方面IBM仍然经历了很多失败。当我走过那面时髦的玻璃墙时，脑中还想着早些时败在英特尔手里的事。那面墙将“作战室”与格子间分开，在那里卡勒每天主持架构会议。一个工程师推开我，冲进会议室，抓过最后一个网络接头插在自己的笔记本电脑上。桌上接头不够用，出于网络安全考虑，最近取消了这栋楼的无线接入。我坐在房间靠后的位子，边打开笔记本电脑，边等待会议开始。但是，一堆有关英特尔的想法抓住了我的思绪，我知道英特尔并没有闲着，他们和我们一样在全力以赴地探索技术的极限。他们有几千个工程师，而我们却只有几十个人。我知道有些IBM的前雇员跳槽到了英特尔，那些都是很聪明的人，正在为对手设计最新的产品，我们如何与之竞争？
卡勒等该来开会的人到齐后，站起来解释了霍夫迪的任务和我们的工作。他说：“要打败英特尔，必须有想象力，我们得使用多种进攻武器，光是较高的时钟频率这不足以让英特尔的客户转向我们，我们需要有高一个数量级、性能大幅改善的全新设计。”
这并非只是战斗口号，也是讨论方向。大家激烈地探讨了各种战略，把要点写在黑板上，争论着采用何种竞争技术，话语中充斥着频率、流量、流程和性能等词语。
压力很大，我们还需要达到低功耗的要求。
对体积和成本都有限制的PS3游戏机而言，在小功耗下达到微机那样高的运算速度，是个巨大的挑战。游戏机比微机个头小很多，给芯片降温的能力更弱。然而玩游戏时需要大量的运算，处理器满负荷运作，需要采用更昂贵的散热技术，风扇和散热器等器件的成本难以在短期内降下来。
卡勒解释了久多良木健是怎样在PS3上成功采用激进的成本缩减战略，为索尼赚了大钱，这也是我们对新产品的要求。
那个山崎武，索尼的架构师，用蹩脚的英语说：“75瓦是PS游戏机能接受的最大功率。”所有索尼的工程师都点头表示赞同。
压力下的角逐 第二部分 第三章 核心竞争力在哪里（6）
我也有顾虑，我过去设计的大多数服务器和微机芯片的功率都超过了75瓦。我们的目标是做出世界上速度最快的芯片，假如加上如此低的功率限制，能做得到吗？虽然还无法知道原始频率会是多少G赫兹，但是很明显，速度一定会受到这个最大运行功率的限制。
如果这不到这个功率目标会发生什么结果？也许会出现功能问题，比如死机或者自动关机，也许玩游戏的孩子会跑去告诉妈妈，游戏机把桌子烧了一个洞，更糟的是，游戏摇杆在高温下融化。这些结果都相当不妙。芯片运行速度越快，产生的热量越多，为了避免游戏摇杆被熔化，我们不得不消除热量或者降低芯片运行速度。高速度和低功耗不可能同时做到，75瓦是个很高难度的目标。
我倒是想相信卡勒在中间休息时对大家的鼓励：“伙计们，我不知道怎样才能做得到，但是我们一定要试试。”霍夫迪博士已经准备好向阿科洛特和团队报告他做的竞争分析。他研究了芯片频率的发展趋势，这主要是由英特尔决定的。我之前已经看过一些数据了，想听听有什么新东西。
他用各种图表来展示当前和未来将采用的技术，他的分析是部分科学和部分科幻的混合，预言将来的技术能提供什么和聪明的工程师可能做出什么。英特尔就是业界的标杆，其地位无人能取代。
我过去也做过类似霍夫迪做的比较研究，知道比较各种不同的微处理器设计是个困难的活儿。每种微处理器都是秘密设计，在不同的地方生产，使用不一样的工序，详细资料很难找到。硅制造技术对能达到多高的芯片频率和设计所起的作用同样重要，也决定了晶体管的最大尺寸和设计中的基础开关元件。晶体管的尺寸随着技术的演进而变得越来越小，这意味着速度越来越快。
在阿科洛特的经理会议室，暗淡的光线从柔和的鼠尾青色夹杂着烟黄色天然枫木窗户透进来。豪华皮扶手椅横七竖八地摆着，霍夫迪准备向大家报告他的工作成果。吉姆·卡勒和我一起走进会议室，我俩上身都是短袖衫，脚上穿沙滩拖鞋，那是夏季的最后一天。和往常一样，我坐在屋子的后部，椅子斜靠着墙。
卡勒走到会议室前边，在阿科洛特对面坐了下来。阿科洛特穿一身高尔夫球服，和进来的人们打着招呼，一边与卡勒寒暄，一边问候参加电话会议的人们。大约12个技术主管和几个经理围坐桌旁或在两边靠墙而坐。吉姆·瓦诺克，新近提升的杰出工程师，刚加入阿科洛特的团队，也专程从IBM约克顿的设计中心飞过来参加会议。所有参会人都来自IBM，除了米基·菲普斯、凯茜·佩珀玛斯特和琳达·范·格林斯这三位经理是女性，其他都是男性。阿科洛特起身，一只手搭在霍夫迪的肩上，说：“我请彼特研究了我们的竞争态势，他已经准备了一个报告。我也是头一次看他的数据，看着我们如何才能打败英特尔？把标杆设在哪里？大家仔细听听，这和每个人都有关系。”
他停顿了一下，扫视大家，说道：“这决定了我们在这个项目上的成败。”霍夫迪把笔记本电脑通过桌子中央的有线接口连上了安装在天花板上的投影机。他看上去更像个学生而不是资深工程师，他有着瘦高的个头和一张表情丰富的脸，完美的长长的沙砾色的头发时髦地披散着。他留着长指甲的手摁着鼠标键开始陈述。
压力下的角逐 第二部分 第四章 冲锋前的准备（1）
多年为工程学生授课的经验形成了他自信和独特的风格。每张图表都经过精心组织和设计，能清楚明白地支持他的结论。
阿科洛特身子往前倾，聚精会神地听霍夫迪展示出的数据，偶尔指着屏幕简洁地提问：“为什么会是那样？”
霍夫迪抓住了大家的注意力，不时会有人提问和中断。这对我们每个人都是极其重要的话题，在这次会议上的结果将决定我们未来两三年的工作量。
“当STI项目2001年启动时，”霍夫迪说，“业界最好的产品是英特尔的奔4微处理器，用于高端微机，时钟频率达到赫兹，其基本管线具有18个FO4门延迟，但是，奔腾4内部的整数核却可以在9个FO4下运行，速度翻了一番！”他用一幅图展示了英特尔芯片速度是怎样逐年提高的。
“基于这些数据，”霍夫迪总结道，“英特尔完全有能力在2005年设计出9~10个FO4门延迟和4G赫兹以上的芯片。为了获得竞争上的优势，我们需要在75瓦功率目标下达到那个频率，也就是说，10个FO4和4G赫兹。”
会议室里炸开了锅。这看上去是根本无法完成的任务！我对他的一些基本假设提了一些问题，他都给出了合理信服的解释。也有人质疑英特尔是否如他预测，能如此迅速地提高芯片的频率。
瓦诺克抱怨道：“我相信4G赫兹会要求远远超过75瓦的功率，而且我很怀疑我们能否达到这个频率。你向团队展示这样一个无法达成的目标，只会导致士气涣散。”其他反对者也蜂拥而上，有人附和着，有人质疑预测的准确性，有人指责那是幻想一步登天，会议室里人声鼎沸。
霍夫迪大声压住喧闹的讨论：“嗨，伙计们！”他伸出胳膊，像牧师祷告那样双手上下舞动，喧嚣声渐息。“英特尔早已知道如何做到这个目标，他们在奔腾4里已经有一个3G赫兹的不动点单元；如果他们能做到；我们也可以。”
卡勒立即表示赞同霍夫迪的意见。“我以前也尝试过，尽管失败了，”他说，“这是我最想做的一件事，我们要再试一次。”他的拳头锤着桌子，我们知道这是他的最后决定。卡勒让大家又讨论了一会儿，不过我们明白，已没有讨价还价的余地了。我们为STI芯片设定了令人难以置信的目标：10个FO4、4G赫兹和75瓦。这意味着只用业内最好的英特尔芯片能耗的很小一部分，频率却要有量子跃迁般的提高。这简直就是异想天开，我们只能期望可以超越英特尔，真希望这个与歌利亚决斗的机会能激励我的团队打垮那个巨人。
那是2001年，没有人知道4G赫兹的时钟频率在物理上能否做得到。我们需要从超高效率电路入手，不能有任何冗余的设计。我们需要发明一种动物，奔如猎豹，吼叫像狮子，饭量却要小得像只猫。
会议在沉重的气氛中结束，离开会议室前，我们宣誓一定竭尽全力实现目标。阿科洛特直视着大家，和每个人一一握手，鼓励着：“罗杰·班尼斯特在打破一英里赛四分钟的世界纪录之前，没有人相信他做得到。结果他成功了，我们也可以做得到。”他的气魄和信心感染了大家。
标杆已经设好，一个功耗不超过75瓦的多核芯4G赫兹微处理器！比较一下，当时最快的英特尔芯片是赫兹单核芯微处理器，最快的IBM芯片是赫兹Power4型微处理器。这个目标相当激进，我们要在新一代的微处理器设计中，实现既要将速度提升四倍还要达到最小功率的目标，这需要所有工程师的努力和创新。
超越Power4型计算机的1G赫兹频率是一场真正的战斗。我们花了差不多一年的时间用于定义高频微结构的高阶设计。在实施阶段，即使不考虑功率限制，尝试各种计时路径也已经搞得大家疲惫不堪。这些东西让我头痛不已。
既然我们明白了这是一场什么样的竞争，也领教到久多良木健在这个即将诞生的小游戏机上投入的宏大抱负了。
压力下的角逐 第二部分 第四章 冲锋前的准备（2）
作为新一代游戏机的首席架构师和技术指导，生于70年代的作者，过去很少接触视频游戏，必须恶补这块知识。作者讲述了游戏机的发展史，以及关于图形界面、软硬件、游戏机的操作系统等概念。
为应对下一代产品的独特挑战，做好“家庭作业”是唯一的出路，也就是研究过去，分析市场，摸透问题的各个方面，从前人的错误里吸取经验教训。电子游戏机产业开始发轫时，我还只是个爱好运动的十几岁的孩子。那时，凡是没有运动、球类或者竞技内容的活动都引不起我的兴趣。接着是上大学，然后是工作、结婚生子，哪有时间玩视频游戏呢？
2001年，作为一个颇有经验的高级工程师，头一次接触到游戏机的设计工作，我才发觉自己太欠缺这方面的技能。在游戏方面我和那些从小玩游戏机长大的乳臭未干的年轻同事几乎无法沟通。这些游戏他们玩了十几年，对我来说，却像一门外语，我无法理解他们关于游戏方面的谈话，觉得自己就像头恐龙一样落伍！我得赶紧补课了。
尽管不了解游戏业的缘起，也不知道那些业内大腕是谁，哪些游戏创下了巨额销售记录，但我并不缺乏信心。我下决心成为这方面的专家。小时候没有玩过游戏并不影响我理解游戏。我强迫自己投入进去，不想在新环境里被别人当成傻瓜。总之，这就是我的真实想法。第一台投币式弹球游戏机出现于20世纪30年代，直到70年代才配
