一家不应被忘却的芯片公司

大多数人无疑都熟悉英特尔、AMD、高通、IBM、德州仪器，甚至可能是威盛，但还有另一家前身芯片制造商您应该了解：Cyrix。

在近十年的大部分时间里，Cyrix 以实惠的价格将个人计算带给了数百万人。然而，该公司最终因其最佳产品和芯片无法运行热门游戏而倒闭，随后又与一家更大的合作伙伴进行了灾难性的合并。

20 世纪 90 年代初对于桌面计算行业来说是一个奇妙而又奇怪的时期。

英特尔似乎在微处理器领域的激烈竞争中获胜；苹果已经转向 IBM 的 PowerPC 架构，而摩托罗拉的 68K 芯片正在慢慢将Commodore的Amiga PC 拖入坟墓。Arm只是苹果和其他几家公司点燃的一小团火焰，几乎完全专注于为臭名昭著的Newton开发处理器。

在此期间，AMD 将其处理器从英特尔第二供应商的负面形象中解放出来。在克隆了几代英特尔 CPU 之后，AMD 开发了自己的架构，到 90 年代末，该架构因其价格和性能而广受好评。

这一成功至少可以部分归功于 Cyrix，它曾有机会占领家用 PC 市场，让英特尔和 AMD 望尘莫及，但最终却未能成功，并很快消失在科技坟墓之中。

Cyrix 成立于 1988 年，创始人为 Jerry Rogers 和 Tom Brightman，最初是一家为 286 和 386 CPU 生产高速 x87 数学协处理器的制造商。他们是德州仪器公司最杰出的人才之一，他们雄心勃勃，想要挑战英特尔，并在自己的领域击败英特尔。

Rogers积极寻找美国最优秀的工程师，并成为一名以强硬著称的领导者，带领着一支 30 人团队完成不可能完成的任务。

该公司的首款数学协处理器性能比英特尔同类产品高出约 50%，而且价格更低。这使得将 AMD 386 CPU 与 Cyrix FastMath 协处理器配对，以更低的价格获得 486 的性能成为可能。这引起了业界的关注，并鼓励 Rogers 迈出下一步，进军 CPU 市场。

1992 年，Cyrix 发布了其首款 CPU 486SLC 和 486DLC，旨在与英特尔的 486SX 和 486DX 竞争。它们还与 386SX 和 386DX 引脚兼容，这意味着它们可以用作老旧 386 主板的直接升级。制造商还利用它们来销售廉价笔记本电脑。

这两种型号的性能都比英特尔 486 CPU 稍差，但比 386 CPU 的性能要好得多。

Cyrix 486 DLC 无法与 Intel 的 486SX 时钟频率竞争，但它是完全 32 位芯片，具有 1KB 的 L1 缓存，而且成本明显低得多。

当时，发烧友们非常喜欢使用运行频率为 33 MHz 的 486DLC 来实现与运行频率为 25 MHz 的 Intel 486SX 相当的性能。然而，这并非没有问题，因为它可能会导致较旧的主板出现稳定性问题，因为这些主板没有额外的缓存控制线或 CPU 寄存器控制来启用或禁用板载缓存。

Cyrix 还开发了一种称为Cx486DRu2的“直接替代”变体，并于 1994 年发布了一种称为 Cx486DRx2 的“时钟加倍”版本，该版本将缓存一致性电路集成到 CPU 本身中。

然而，那时英特尔已经发布了第一款奔腾 CPU，这使得 486DX2 的价格下降到 Cyrix 替代品失去吸引力的地步。升级到 486 主板比为旧的 386 主板购买 Cyrix 升级处理器更便宜。当“时钟频率提高三倍”的 486DX4 于 1995 年问世时，为时已晚。

大型 PC 制造商（例如宏碁和康柏）并不认可 Cyrix 的 486 CPU，而是选择了AMD 的 486 处理器。但这并没有阻止英特尔花费数年时间在法庭上指控 Cx486 侵犯了其专利，尽管英特尔从未胜诉。

Cyrix 和英特尔最终达成庭外和解，英特尔同意 Cyrix 有权在持有英特尔交叉许可的代工厂生产自己的 x86 设计，例如德州仪器、IBM 和 SGS Thomson（后来的意法半导体）。

英特尔于 1993 年推出奔腾处理器，基于新的 P5 微架构，并最终取了一个深受市场欢迎的名字，许多消费者都能够理解并推荐它。更重要的是，它提高了性能标准，开创了个人计算的新时代。

新颖的超标量架构使其能够在每个时钟周期内完成两条指令。64 位外部数据总线使其能够在每次内存访问时读取和写入更多数据。速度更快的浮点单元的吞吐量最高可达 486 FPU 的 15 倍，此外还具有其他增强功能。

Cyrix 接受了挑战，再次为无法处理新 Pentium CPU 的 Socket 3 主板创建了一个中间地带，甚至在该型号准备出货之前。这个中间地带就是 Cyrix 5x86，它以 75 MHz 的速度提供 Pentium 和 AMD 的 K5 等第五代处理器的许多功能。

Cyrix 甚至还生产了 100 MHz 和 133 MHz 版本，但它们并没有提供所宣传的所有性能增强功能，因为启用这些功能会导致不稳定。超频潜力有限。这些版本寿命很短，不到六个月，Cyrix 就决定停止销售它们并转向不同的处理器设计。

1996 年，Cyrix 推出了 6x86 (M1) 处理器，人们期待它能成为 Socket 5 和 Socket 7 主板上旧款英特尔 CPU 的又一款替代品，性能不俗。但这不仅仅是廉价系统的升级途径，它实际上是 CPU 设计上的一个小奇迹，人们认为它做到了不可能的事情——它将 RISC 核心与 CISC 核心的许多设计方面结合在一起。

6x86 也继续使用原生 x86 执行和普通微码，而英特尔的 Pentium Pro 和 AMD K5 则依靠动态翻译来执行微操作。

该芯片与英特尔 P54C 引脚兼容，有六种变体，其命名方案令人困惑，本来是为了表明预期的性能水平，但并不是时钟速度的实际指标。

例如，6x86 PR166+ 仅以 133 MHz 运行，但其市场定位与以 166 MHz 运行的 Pentium 相当或更好，AMD 后来也复制了这一策略。

然而，6x86 将其自身标识为 486 CPU，因为它不支持完整的 Intel P5 指令集。这很快就成为一个问题，因为大多数应用程序开发正在慢慢转向 P5 Pentium 特定的优化，以使用新指令来获取更高的性能。

Cyrix 最终通过 6x86MX 和 6x86MII 变体提高了与 Pentium 和 Pentium Pro 的兼容性。

6x86 的一大卖点是其整数性能明显优于 Pentium，当大多数应用程序和游戏都依赖整数运算时，这是一个很好的优势。有一段时间，Cyrix 甚至试图为这种额外的性能收取额外费用，但最终，这种策略失败了。

事实证明，6x86 的 FPU（浮点单元）只是 Cyrix 80387 协处理器的一个稍微修改的版本，因此，它比英特尔 Pentium 和 Pentium Pro 集成的新 FPU 设计慢得多。

公平地说，它的速度仍然比英特尔 80486 FPU 快两到四倍，而且 Cyrix 6x86 在整体性能上胜过英特尔产品。但是，当软件开发人员（尤其是制作 3D 游戏的软件开发人员）看到奔腾处理器越来越受欢迎，并选择围绕 P5 FPU 的优势优化汇编语言代码时，这种平衡就不复存在了。

当 id Software 于 1996 年发布 Quake 时，使用 6x86 处理器的 PC 游戏玩家发现他们获得的帧速率低于标准，最多达到每秒 15 帧，无法播放，除非他们将分辨率降低到 320 x 200。

在这种情况下，您需要顶级的 Cyrix 6x86MX PR2/200 CPU 才能获得每秒 29 帧的可玩速度。与此同时，使用英特尔系统的游戏玩家即使在 640 x 480 的分辨率下也能以可玩的帧速率运行游戏。

传奇游戏开发者约翰·卡马克 (John Carmack)发现，他可以在奔腾芯片上重叠整数和浮点运算，因为它们使用 P5 核心的不同部分来处理除指令加载之外的所有任务。该技术在 Cyrix 核心上不起作用，这暴露了其 FPU 的弱点。当时的评测人员发现，在所有其他基准测试或性能测试中，6x86 CPU 的性能都比奔腾高出 30% 到 40%。

20 世纪 90 年代中期，没有人知道计算的确切发展方向，而 Cyrix 认为最好优先考虑整数性能。这一决定导致处理器缺乏指令流水线，而这一功能将成为台式机 CPU 的必备功能。指令流水线是一种将任务划分为一组较小操作的技术，然后由处理器的不同部分以更高效的方式同时执行这些操作。奔腾处理器的 FPU 是流水线的，这使得浮点计算的延迟非常低，可以处理 Quake 的图形。

这个问题很容易解决，软件开发人员为他们的应用程序和游戏发布了补丁。然而，id Software 花了太多时间围绕 P5 微架构设计 Quake，却从未提供这样的修复。

AMD 的K5 和 K6 CPU表现比 Cyrix 的要好一些，但是在 Quake 方面，它们仍然不如英特尔的产品，Quake 是一款非常受欢迎的游戏，也是新一代 3D 游戏中的旗舰产品。

这导致 Cyrix CPU 因性能差距而受到严厉批评，公司在许多发烧友眼中失去了信誉。由于 Cyrix 无法与大型 PC OEM 签订合同，这对 Cyrix 的忠实客户群来说是一个特别沉重的打击，而这些客户群正是由这些发烧友组成的。

更糟糕的是，Cyrix 是一家无晶圆厂芯片制造商，其处理器依赖第三方生产，而这些公司使用其最先进的生产线生产自己的产品。因此，Cyrix 处理器采用 600 nm 工艺节点制造，而英特尔的处理器采用 300 nm 工艺节点制造。

效率受到影响，这就是 Cyrix CPU 以极热著称的原因——以至于发烧友们设计了使用它们作为加热元件的加热板。它们对低质量电源过于敏感，超频潜力有限。然而，这并没有阻止人们（比如本文作者，他的第二台 PC 内置了 Cyrix 6x86-P166+ CPU）稍微推动它们，慢慢地导致它们走向灭亡。

到 1997 年，Cyrix 已竭尽全力与 Compaq 和 HP 等公司建立合作伙伴关系，因为将其 CPU 集成到这些公司的系统中将产生稳定的收入来源。它还试图起诉英特尔侵犯其电源管理和寄存器重命名技术专利，但此事很快通过相互交叉许可协议得到解决，使两家公司能够专注于生产更好的 CPU。

这场诉讼让这家已经资金短缺的公司雪上加霜。面对破产的前景，Cyrix 同意与 National Semiconductor 合并。这被视为一件好事。该公司终于可以使用合适的制造工厂和一支能够获得大合同的强大营销团队。IBM 制造协议维持了一段时间，但 Cyrix 最终将所有生产转移到 National Semiconductor。

但事实证明，这一举动决定了 Cyrix 的命运。美国国家半导体公司对制造高性能 PC 部件不感兴趣，而是想要低功耗 SoC（片上系统）。

果然，Cyrix 推出了广受诟病的 5x86 MediaGX，这款芯片集成了音频、视频和内存控制器等功能，配备了一个运行速度为 120 或 133 MHz 的 5x86 核心。

虽然性能较差，但成功说服了 Compaq 在其低端 Presario 电脑中使用它。这激发了其他 OEM 对 6x86 CPU 的兴趣，Packard Bell 和 eMachines 就是典型例子。

业务重心的转移并没有阻止 Cyrix 尝试生产更多高性能 CPU，但它只兑现了承诺，没有其他收获。美国国家半导体公司最终将 Cyrix 出售给台湾芯片组制造商 VIA Technologies，但那时主要人员已经离开，MII CPU 也成了一个无趣的部件，没有买家。

Cyrix 的最后一款设计是 MII-433GP，运行速度为 300 MHz，由于命名方案不佳，最终与运行速度为 433 MHz 的处理器进行了比较，而后者的性能要好得多。AMD 和英特尔当时正忙于竞相提高 1 GHz 甚至更高的速度，而Arm 还需要 20 年的时间才能赶上来，挑战台式机和服务器市场的这两大巨头——更不用说完全主宰移动计算了。

VIA 用 Cyrix 的名字取代了使用 IDT 设计的 WinChip3 核心的处理器上的“Centaur”品牌，这为 VIA 的覆灭埋下了最后一根稻草。National Semiconductor 继续销售 MediaGX 几年，然后将其更名为 Geode，并于 2003 年将设计出售给 AMD。

三年后，AMD 展示了世界上功耗最低的 x86 兼容 CPU，其功耗仅为 0.9 瓦，基于 Geode 核心，充分体现了 Cyrix 设计团队的聪明才智。

无论您是否拥有过搭载 Cyrix 芯片的 PC，我们都应该记住这家公司所取得的成就和经验教训。

尽管在其存在的十年中，Cyrix 对行业的影响相对较小，但它的失败证明了与提高原始时钟速度相比，提高 IPC（每时钟指令数）对于芯片制造商来说是一项更高效的努力。

时至今日，英特尔和 AMD 一直试图在每一代产品中提高标称时钟速度，但在 3 GHz 里程碑之后，大多数真正的改进都来自于对其微架构（和缓存）核心部分的重新思考。一个值得注意的例子是AMD 的 Zen 进展，它在不到四年的时间内将单线程性能提高了 68%。

Cyrix 能够生存下来并克服来自英特尔的大量法律压力（以及财务压力），英特尔在 20 世纪 90 年代起诉了几乎所有 CPU 领域公司。

两次事件都表明，诉讼不利于健康的市场，而交叉许可协议则导致不同公司的工程工作之间进行大量的相互影响，这被证明是有益的。

在无晶圆厂模式流行之前，Cyrix 也曾以无晶圆厂模式运营。如今，这已成为大多数硅片巨头的标准做法，包括 AMD、高通、博通、Nvidia、苹果、Marvell、紫光展锐和海思等，它们都依赖台积电等其他公司来生产芯片。

在与国家半导体公司合并之前，他们的营销策略从来都不太好，而 AMD 在 21 世纪的 Athlon 和 Sempron 处理器上又犯了同样的错误。

这些标签表明它们在以较低时钟速度运行时比英特尔处理器更快，但这在基准测试或实际性能测试中并不总是能很好地体现出来。AMD 放弃了这种方案，但可以说，事情至今仍然有点令人困惑。

如今，除了黄金回收业务外，你很难找到 Cyrix 处理器以及爱好者的老式电脑收藏。网上有一些证据表明，基于 Cyrix 的台式机至少在 2010 年之前一直在使用，这意味着在该公司基本上融入威盛科技的投资组合之后，它们还存在了十年。威盛的兆芯部门不太可能仍然使用原始 Cyrix 设计中的任何内容，但只有时间才能证明他们是否吸取了教训来尊重 Cyrix 的遗产。