硬科技:幻之處理器系列Intel iAPX 432(1981年)

2022.03.30 11:34AM

時代背景:Intel在1974年發表的8008改良版8080讓Intel賺了不少錢,也造就了AMD藉由逆向工程品Am9080正式進入微處理器市場。嚐到甜頭的Intel隨即在1976年啟動極具野心的8800計畫,後來改名為iAPX 432 (Intel Advanced Performance Architecture 432),也是Intel史上首款32位元處理器設計,企圖打造出可滿足未來10年所有潛在客戶需求的「微型大型主機 (Micro Mainframe)」。x86指令集始祖:8086,其實只是用來賺取iAPX 432開發經費的低風險備胎。

2000年4月1日愚人節,微處理器報導 (Microprocessor Report) 內容是這樣的:

「在Intel的倉庫中,發現了從事命運多舛、大約15年前被放棄的Intel iAPX 432的研發團隊被集體低溫冷凍。顯然,當專案被取消時,他們被凍結了,希望有一天世界能夠為這種高度先進的技術做好準備。該團隊是在為Itanium尋找冷卻設備的工程師,在低溫室時偶然發現的。根據Intel發言人Fran Diego『我們先進的0.1234微米工藝技術,終於趕上了最初的iAPX 432設計。」』Fran補充說『事實證明,控制室的『摩爾定律自動解凍計時器』,無論如何都將在4月1日到期。』。

這些負責iAPX 432的工程師們暫時被隔離,而Intel高層正在決定該如何向他們解釋什麼是RISC和EPIC。」

俗語說的好:天才造成的災難是「天災」。Intel在IA-64指令集與Itanium處理器之前,在各位科科也許尚未出生的1970與1980年代,也曾發生過一場深陷「史達林格勒」的悲劇:因極度複雜而導致失敗的iAPX 432處理器。

回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium(上)

回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium(中)

回顧消失在歷史洪流的Intel旗艦處理器Itanium(下)

回顧Intel的歷史,x86指令集其實並不是原先設定好的「真命天子」,而是該公司首款32位元處理器專案iAPX 432,而且Intel極具野心的希望創造出「可完全使用高階語言撰寫程式的32位元大型主機」。

什麼是「大型主機」?

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因1980年代至今未歇的RISC指令集風潮,今天我們都耳孰能詳x86指令集的種種缺陷,但iAPX 432才是會讓各位瞠目結舌,見證什麼叫做「最CISC的CISC」。

x86指令集編碼長度從1到17 Bytes還不打緊、DEC VAX的1到54 Bytes看似誇張,但iAPX 432卻是「6到321 “Bits”」。此外,為了直接支援物件導向語言,也附贈了複雜的記憶體管理機制與定址模式,包括垃圾回收等等。最後,因應大型主機需要的高可靠度和多工能力,內建了容錯功能,亦一併具備多處理器延展性。

林林總總疊床架屋下來,不僅讓iAPX 432難以成為單一晶片,像主要運算單元 (GDP, General Data Processor) 就需要拆成43201和43202兩顆,I/O也要補上一顆43203,加上容錯造成的傳輸延遲,也讓速度快不起來,導致iAPX 432比當時同樣是32位元處理器的Motorola 68000,慢了5到10倍。諷刺的是,理論上效能應該無懈可擊的iAPX 432,還得另外加掛「墊檔」用的8086做為AP (Attached Processor) 提供I/O子系統的運算效能。好吧,勉強可以解釋成這是大型主機的「IOMMU醍醐味」。

下面這張珍貴的照片,依序是43202、43201與43203。

在1983年,Intel另外發表2顆iAPX 432的「積木」:匯流排控制器43204與記憶體控制器43205,可用來實做63顆處理器的大型系統。

筆者整理iAPX 432的構成與1984年初期的價格,各位科科就可以理解到這怪物究竟有多誇張,也稍微體驗一下那個古老年代的電腦究竟有多麼的昂貴。

總之,相較於「整組砍掉重練」的iAPX 432,延續8080改良型8085基礎的iAPX 86,也就是日後的8086,開發進程相對順利也迅速甚多 (僅一年半)。在iAPX 432死撐活撐、被死馬當活馬醫的這段期間 (1981-1986年),先不提8086的精簡版8088在1981年成為IBM PC的心臟,開啟了個人電腦的時代,連80x86都發展到32位元的80386了。Intel最終只能在1986年黯然宣佈放棄iAPX 432,並根據失敗的經驗,催生了Intel史上第一顆RISC處理器i960。

但不到10年後的1994年,Intel就與HP結盟發展「一舉取代所有高階RISC」的IA-64指令集,接下來的故事,相信各位科科都很清楚,也就不需要筆者再次贅述了。科科。

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