如果有人現在想為自己的臺式電腦購買一個新的 CPU，幾乎只能使用 AMD 或 Intel 處理器。但四十年前，CPU 市場截然不同，而且更加多樣化，提供來自多家公司的眾多產品。（西安封裝測試獵頭）

NexGen就是一個這樣的例子，它得到了大量資金和一支優秀工程師團隊的支持。NexGen 也有一些絕妙的點子讓他們脫穎而出。但是，為什么他們只堅持了十年呢？

40年前模仿是常態

要開始我們的故事，我們必須回到 20 世紀 80 年代中期，那時中央微處理器仍然是相對較新的發明。英特爾的第一個 CPU 4004已于十年前發布，但到 1978 年 8086 推出時，市場上充斥著競爭型號，其中許多基本上是克隆產品。

其中一些衍生產品是在許可下生產的，另一些是逆向工程的，在少數情況下，公司挖走了設計團隊的工程師來制造新芯片。例如，Zilog Z80是由 Intel 4040 團隊的一些成員創建的，事實證明它比它所基于的 8080 更快、更便宜。 

AMD 和許多其他公司克隆了英特爾的設計

Intel i386（也稱為80386 ）也不例外。Intel 的第一款 32 位處理器于 1985 年推出，功能強大且價格昂貴，隨后受到 AMD、Cyrix、IBM 和其他公司的注意。

同年，擁有電子工程博士學位的半導體企業家Thampy Thomas創辦了一家名為 NexGen 的新無晶圓廠處理器設計公司。他與另一位備受推崇的工程師尼克·特雷登尼克 (Nick Tredennick)共同創立了NexGen，他雄心勃勃地想要擊敗英特爾和其他公司——而無需求助于設計模仿。

在Compaq（美國）和 Olivetti SpA（意大利）、軟件發行商 ASCII Corp（日本）和風險投資公司 Kleiner Perkins 等公司的資助下，Tredennick 利用他在行業和學術界的人脈培養了一些優秀的工程師。

NexGen 架構的性能目標。

Thomas在斯坦福大學期間迷上了RISC（精簡指令集計算機），并認為在當時處理器設計中可用的晶體管預算有限的情況下，這種方法才是未來。

RISC 與 CISC：處理數字的兩種方法

RISC本質上涉及讓硬件在盡可能快的時間內執行所有指令——通常只是一個時鐘周期。為實現這一點，執行任務的部分僅使用最簡單的固定長度命令。例如，將兩個值相乘，需要向處理器發出至少 4 條指令來加載這兩個數據，將它們相乘，然后將結果存儲在某處。

復雜指令集計算機 (CISC) 設計則采用另一種方式——可以向處理器發出可變長度的命令，芯片本身將這些命令分解為所需的所有各種指令。上面的乘法示例只需要一個命令就可以完成。這樣做的不利之處在于，處理器設計中的相當一部分晶體管預算必須花在處理轉換的硬件上。

與 CISC 處理器相比，RISC 處理器最終更簡單、更小且制造成本更低，但它們需要適當的軟件支持——操作系統和編譯器需要管理指令處理，因為基于 RISC 的 CPU 無法真正做到這一點。

在 i386 時代，主流計算機行業使用的軟件主要是為 CISC 架構開發的，其中大部分是 16 位和 32 位 x86 處理器。如果英特爾真的要改變方向，Compaq需要做好準備在競爭中保持領先地位。

因此，由于其支持者熱衷于能夠切換到新范例的設計，IBM 預訂制造芯片，NexGen 配備設計它，一切都準備就緒。

Nx586：有前途的第一個模型

在 NexGen 上真正賣給Compaq的是它的 CPU 理念——最終以RISC86 的形式銷售，該架構將包含一個快速高效的 RISC 內核，但帶有可以轉換 CISC 指令的硬件，使它們與基于 x86 的軟件完全兼容。換句話說，工程師們的目標是兩全其美。

將產品推向市場并非一帆風順。在所謂的F86 項目上花費了相當多的時間，第一次修訂包括 8 個獨立的芯片，使其在財務上不可行。這項工作直到 1994 年才取得成果，也就是公司成立將近 8 年之后，在此期間英特爾確定了 RISC，并致力于 x86 架構，并發布了 i486（1986 年）和第一代Pentium， 1993 年代號為 P5。

NexGen 的第一個商用處理器Nx586與 i486、Pentium 和大量克隆產品明顯不同。該芯片與市場上的任何主板都不兼容，因此 NexGen 不得不設計和生產自己的芯片組 ( NxVL )——操作系統最初也難以正確識別 Nx586 和主板。

幸運的是，新貴 CPU 足以讓它在競爭中脫穎而出。由 IBM 使用其500 nm 工藝節點制造，時鐘速度與 Intel 一樣好，范圍從 70 到 110 MHz。緩存系統特別強大，分別具有 16 kB 的 L1 指令和數據緩存，與 P5 不同的是，L2 緩存控制器內置于 CPU 中，減少了所有重要的延遲。

NxVL 芯片是這款主板的中心舞臺。

與 Pentium 一樣，Nx586 本質上是超標量的（三向執行），同時處理兩個整數數學和一個地址指令；它還有一個不錯的分支預測器單元和 64 位寬的數據總線。

由于 AMD 的 P5 競爭對手（ AMD K5直到 1996 年才推出）和Cyrix 的 6x86性能欠佳才進入市場，NexGen 憑借比英特爾更便宜且性能更佳的產品在 CPU競爭中大放異彩。

戰斗變得更加艱難

雖然 NexGen Nx586 在整數計算方面很強大，但在浮點數學方面無法與奔騰競爭，因為它沒有對此類數字的物理支持。這對于 DOS 商業世界來說是可以接受的，但 PC 愛好者（尤其是那些喜歡玩游戲的人）必須等到 1995 年底，NexGen 才能對此有所了解。

延遲阻止了 Nx587 浮點協處理器與 Nx586 同時準備就緒，最終，兩者將合并為一個封裝（同一 CPU 板上的兩個芯片）。

正如當時常見的那樣，NexGen 使用P評級系統來標記其產品——例如，Nx586-P80 的運行頻率為 75MHz，但其性能相當于英特爾的 80MHz Pentium。具有浮點協處理器的模型被賦予了 PF 綽號（例如 Nx586-PF100）。

不幸的是，盡管 Compaq 對該項目做出了財務承諾，但該公司并未在其 PC 中廣泛使用新芯片。多芯片 PF 處理器對定制主板的需求和更高的生產成本使 NexGen 的成就黯然失色。

英特爾在其奔騰模型方面取得的快速進展也無濟于事。到 1996 年初，P5達到了 166MHz，并且有一些版本的架構可以向后兼容舊的 i486 時代的芯片組。

NexGen 還沒有結束，它已經在 1995 年 10 月展示了其第二代 RISC86 處理器 Nx686。該公司承諾修復所有阻礙第一個的問題。

首先，新芯片將是單個芯片，尺寸更小，時鐘頻率更高。在布局方面，L1 數據緩存大小以及整數流水線和 x86 指令解碼器的數量都將翻倍。Nx686 甚至會提供新的多媒體指令擴展，并可用于帶有 NxVL 芯片組的主板。簡而言之，這是對當前 Nx586 用戶的完美更新，也是一個更好的產品，可以讓客戶遠離英特爾。

后者尤為重要，因為在 NexGen 的新聞發布會后一個月，英特爾發布了其全新的 P6 架構，命名為Pentium Pro。就像 Nx586 一樣，它也將 x86 命令動態解碼為更小的指令，從而更容易提高整個處理器的效率。

遺憾的是，Nx686 從未進入市場，至少不是作為 NexGen 產品。

被AMD收購

十多年來，AMD 擁有兩個主要的處理器設計團隊：一個致力于 x86 克隆，另一個為嵌入式市場開發RISC 芯片。大約在 NexGen 宣布其第二代 CPU 的同時，AMD 推出了Am5x86處理器。

這將是 AMD 最后一款源自英特爾的芯片，因為該公司的管理層決定在臺式機和工作站市場上利用其 RISC 設計的優勢。因此，為什么 Am5x86 的繼任者 K5 會采用與 NexGen 相同的方法——一個基于 RISC 的內核，帶有 x86 指令解碼器。

從理論上講，K5 是超越奔騰的設計，但事實證明，制造這種芯片比 AMD 所希望的更具挑戰性和耗時。第一批 K5 模型直到 1996 年 3 月才準備就緒，并且不同尋常地發布了新的架構。

K5 的后期修訂版比初始版本好得多。

這些芯片標有代號 SSA/5，完全禁用了分支預測單元（由于不穩定的分支目標緩沖區），某些操作的處理等待狀態更長，并且由于是在較舊的 500 上制造的，所以熱量輸出很高。

AMD 最終會在 8 個月內解決這些問題，但損害已經造成。為了避免在他們的下一個架構中犯同樣的錯誤，該公司做出了一個相當令人驚訝的決定。1995 年 10 月， AMD以 8.57 億美元的股票收購了 NexGen。

大公司收購小型半導體公司并不罕見，即使在當時也是如此，但通過這次代價高昂的收購，AMD 公開承認它沒有能力與英特爾直接競爭。

AMD 的 K6 處理器幾乎完全是 NexGen Nx686。來源：Fritzchens Fritz

很快就發現這筆錢花得很值。AMD 采用了 NexGen 的 Nx686 設計并重新調整了一些元素——例如，調整了引腳布局和相關布線以與英特爾的 Socket 7 格式兼容，結果放棄了用于 L2 緩存的專用 64 位總線。

修改后的設計于 1997 年 4 月作為廣泛成功的AMD K6 系列CPU發布，新芯片的性能與更新的奔騰處理器一樣好，除了在需要大量浮點計算的應用程序中。自然地，它的購買成本低于同等的 Pentium，因為這是英特爾競爭對手的標準營銷方式。

AMD 將繼續進一步修改基于 Nx686 的架構，擴展多媒體支持，并為 K6 之后發布的每個 x86 CPU 使用 CISC 前端和 RISC 執行概念（英特爾也是如此）。

一家創新公司的永恒終結

這就是 NexGen 的終結。任何仍在貨架上或工作計算機中的剩余 Nx586 芯片將迅速消失，取而代之的是 AMD 版本，而這個名稱本身將很快成為微處理器歷史上的一個注腳。（西安封裝測試獵頭網）

所有現代 x86 CPU，Intel 和 AMD，都歸功于 NexGen 的架構設計方法。Core和Ryzen處理器的基本執行階段本質上是 RISC，運動前端裝有巧妙設計的指令解碼器以轉換 CISC 類型的命令。因此，雖然公司本身早已不復存在，但它的影響仍然很強大，而且不會被遺忘。