在半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)，戈登·摩爾一定是歷史上最重要的芯片工程師之一，他提出的摩爾定律——集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個(gè)月到24個(gè)月便會(huì)增加一倍，一直都被奉為半導(dǎo)體發(fā)展的經(jīng)典法則。

這些年中，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也始終按照摩爾的預(yù)測(cè)不斷發(fā)展，然而摩爾定律發(fā)展飛速，需要的不僅僅是諸如戈登·摩爾之類的奠基人，還有無數(shù)優(yōu)秀的芯片設(shè)計(jì)工程師對(duì)技術(shù)進(jìn)步的不斷追求。

01

傳說級(jí)芯片設(shè)計(jì)師Jim Keller

在芯片屆，有一個(gè)可以說是無人不知、無人不曉——Jim Keller。其傳奇的經(jīng)歷和輝煌的業(yè)績(jī)成為各大公司求賢若渴的對(duì)象。他的學(xué)歷僅僅是本科，但是在過去的20年來，他憑借一己之力攪動(dòng)著硅谷的風(fēng)云。

Jim Keller的職業(yè)生涯開始于DEC。上世紀(jì)6、70年代，DEC是世界上最成功的電腦廠商之一，在當(dāng)時(shí)DEC使用RISC設(shè)計(jì)的Alpha21264微處理器是世界上速度最快的處理器，初出茅廬的Jim Keller深度參與了Alpha系列的研發(fā)。

Keller向來是一個(gè)獨(dú)具個(gè)性的人。當(dāng)他是一個(gè)芯片研發(fā)新人在DEC接受培訓(xùn)時(shí)，有人進(jìn)來問了Jim Keller一個(gè)關(guān)于層次設(shè)計(jì)問題，Jim Keller覺得這個(gè)人說的一半有道理，另一半則非常愚蠢，然后Jim Keller就和這個(gè)人開始爭(zhēng)論，一個(gè)小時(shí)后，誰也沒有說服誰，直到這個(gè)人走了，旁邊的人才告訴Jim Keller，那個(gè)人是戈登·貝爾，DEC的首席技術(shù)官。

1998年開始，Jim Keller加入AMD，參與設(shè)計(jì)了AthlonK7處理器，并且很快成為了K8的主架構(gòu)師，這兩代處理器擊敗了英特爾的64位安騰（Itanium），使得AMD第一次在利潤豐厚的服務(wù)器芯片領(lǐng)域站穩(wěn)了腳跟。

當(dāng)眾人都以為Jim Keller將在AMD大展宏圖的時(shí)候，他卻毫無征兆地跳槽去了芯片初創(chuàng)公司Sibyte，負(fù)責(zé)MIPS芯片的研發(fā)。一年后，Sibyte被芯片巨頭廠商博通收購，Jim Keller一躍成為了博通的首席架構(gòu)師。但Keller也并沒有始終待在博通公司。

2004年Jim Keller跳槽去一家初創(chuàng)公司——PA－Semi，巧的是這家公司在4年后被蘋果收購，Jim Keller順理成章的成為了蘋果的芯片設(shè)計(jì)師。在蘋果的四年，Jim Keller帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了蘋果A系列處理器的開山之作A4，以及第二代A5（對(duì)應(yīng)iPhone4和iPhone4S），開啟蘋果的輝煌造芯之路，這也成就了喬布斯自研芯片的戰(zhàn)略。

在幫助蘋果在芯片領(lǐng)域開啟輝煌后，Keller再次回到了老東家AMD的懷抱。他成為了AMD的副總裁兼首席核心架構(gòu)師，帶領(lǐng)開發(fā)新的微架構(gòu)，代號(hào)“Zen”，當(dāng)時(shí)AMD遭遇了重大危機(jī)，他采取務(wù)實(shí)的作法，向競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的設(shè)計(jì)看齊，放棄自Bulldozer開始的架構(gòu)，成為了AMD“再次翻身”的關(guān)鍵人物。

在兩次拯救AMD后，Keller功成身退，事了拂衣去然后加入了特斯拉。在特斯拉的日子里，Keller為公司的電動(dòng)汽車開發(fā)自動(dòng)駕駛工程技術(shù)，負(fù)責(zé)Autopilot和領(lǐng)導(dǎo)低壓硬件部門。他在特斯拉研發(fā)了FSD自動(dòng)駕駛芯片，該芯片性能是替換掉的英偉達(dá)方案的20多倍。

那時(shí)候特斯拉自研AI芯片還未發(fā)布，但馬斯克早已公開吹過好幾次：“Jim Keller正在研發(fā)的專門的AI芯片，將會(huì)是最好的AI硬件?！?/p>

后來，Keller被英特爾挖走，在英特爾擔(dān)任硅工程集團(tuán)高級(jí)副總裁，團(tuán)隊(duì)有1萬人。誰曾想，英特爾之旅似乎并不順利。所以在2020年6月，Keller宣布辭職，1年內(nèi)以顧問形式交接，2021年就開啟新生活。

據(jù)了解，Keller在英特爾的工作目標(biāo)是簡(jiǎn)化大量硅片產(chǎn)品的開發(fā)流程，并構(gòu)建戰(zhàn)略平臺(tái)為未來產(chǎn)品的發(fā)展鋪平道路。在宣布辭職之前，Keller提出了3D堆疊芯片等創(chuàng)新方法。

天才總是有不同的性格，Jim Keller總是喜歡不斷的挑戰(zhàn)，畢竟用他自己的話的說就是希望能夠盡量嘗試不同的領(lǐng)域。Jim Keller曾在一次采訪說到：“特斯拉和英特爾是另一種旋風(fēng)，所以你可以說我跳進(jìn)去又跳出來，確實(shí)玩得很開心?！?/p>

Jim Keller的故事仍舊繼續(xù)，現(xiàn)在從英特爾離職半年后Jim Keller成為加拿大多倫多AI芯片初創(chuàng)公司Tenstorrent的CTO，下一個(gè)目標(biāo)是研發(fā)AI芯片。

02

各大公司的首席芯片架構(gòu)師

AMD Zen首席架構(gòu)師Mike Clark

作為為AMD再次翻身的關(guān)鍵——Zen架構(gòu)，其為AMD帶來了全新的設(shè)計(jì)及工藝，IPC性能大漲52％，超過了原定的40％提升?？梢哉f，Zen架構(gòu)的功勞是無與倫比的，因此世人也都在爭(zhēng)議誰是Zen之父。

很多人將Jim Keller稱為“Zen之父”，但在媒體正面詢問時(shí)，Jim表示：“我充其量是一個(gè)瘋狂的叔叔”。

實(shí)際上，嚴(yán)格意義上AMD Zen的首席架構(gòu)師Mike Clark才是真正的Zen架構(gòu)之父。Mike大學(xué)畢業(yè)后就加入了AMD，已經(jīng)快30年，他如今已經(jīng)是AMD最高技術(shù)榮譽(yù)企業(yè)院士頭銜的享有者。

一次媒體采訪中，談及Zen，Mike說，他認(rèn)可Jim Keller的說法，Zen架構(gòu)的背后有太多太多人的付出。但如果非要評(píng)出一個(gè)所謂架構(gòu)之父，自己也許最適合，因?yàn)閺?012年Zen架構(gòu)立項(xiàng)第一天，他這10年來的時(shí)光都在與它朝夕相處。

Mike的故事似乎是一個(gè)十年磨一劍的故事。1993年，Mike從美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校畢業(yè)，大學(xué)畢業(yè)時(shí)Mike收到了很多offer，但最后他選擇加入AMD。Mike認(rèn)為，AMD是為一個(gè)真正能夠讓他從事CPU設(shè)計(jì)的企業(yè)。

初入AMD，Mike就開始了K5的工作，這是他們?cè)趚86上的第一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，Mike同時(shí)還復(fù)制TLB，但他對(duì)x86 TLB一無所知，不得不去了解并逆向工程x86 TLB是如何工作的，這其中經(jīng)歷了很多波折。

到了K6，Mike負(fù)責(zé)將NexGen整合；再到K7，他成為了K7的主要微碼設(shè)計(jì)人員；當(dāng)開始Greyhound（K9）核心時(shí)，Mike成為了是K9的首席架構(gòu)師，現(xiàn)在Mike是整個(gè)Zen核心架構(gòu)分領(lǐng)導(dǎo)者，負(fù)責(zé)Zen的整個(gè)路線圖。

在Ryzen的研發(fā)中，也遇到了很多問題。2006年AMD宣布以56億美元收購GPU公司ATI，盡管這一決定讓AMD成為當(dāng)時(shí)第一家同時(shí)擁有高性能CPU和GPU的廠商，但也讓AMD陷入經(jīng)濟(jì)困境。

被收購后，ATI的GPU市占開始下降。而英特爾在2006年提出Tick－Tock戰(zhàn)略，即在接下來的發(fā)展中，保持2年1次的制程更新。當(dāng)英特爾推出基于這個(gè)戰(zhàn)略的第一款產(chǎn)品Core2系列處理器時(shí)，就憑借其全新核心架構(gòu)性能追平甚至反超Athlon K8。

雖然在Athlon K8被追平之后，AMD陸續(xù)推出Phemon系列處理器，從K10架構(gòu)再到推土機(jī)（Bulldozer）架構(gòu)，但AMD的這些產(chǎn)品大多只能憑借性價(jià)比和更多的核心來吸引消費(fèi)者，無一例外都被英特爾擊敗。

當(dāng)時(shí)AMD陷入了財(cái)務(wù)困境，CPU開發(fā)資金被凍結(jié)并且與其他業(yè)務(wù)隔離開。那是一段艱難的時(shí)期，芯片市場(chǎng)每年都需要一款產(chǎn)品，而AMD必須做到更新。Mike坦言，最大的問題之一是讓團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)在一起，很多人選擇離開AMD，而Mike需要花費(fèi)很多時(shí)間說服大家：AMD會(huì)成功。

Zen是Mike命名的，從2012年的第一天開始，他就在那里，感受著Zen誕生中的痛苦與驚喜。有人來來去去，但他從頭到尾都與Zen在一起。

蘋果M1首席芯片設(shè)計(jì)師Jeff Wilcox

2020年11月，蘋果發(fā)布了首款專為Mac打造的芯片M1；后來，蘋果又接連推出了M1 Pro和M1 Max，首次將片上系統(tǒng)（SoC）架構(gòu)引入Pro系統(tǒng)，在內(nèi)存帶寬、功效、容量等方面實(shí)現(xiàn)新的突破。

在這一系列過程中，Mac系統(tǒng)架構(gòu)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Jeff Wilcox功不可沒。2010年10月至2013年11月，Wilcox在英特爾擔(dān)任首席工程師，負(fù)責(zé)凌動(dòng)處理器芯片組計(jì)劃的電源管理架構(gòu)。之后，加入了蘋果，開始了長(zhǎng)達(dá)八年的蘋果職業(yè)生涯。

作為Mac系統(tǒng)架構(gòu)總監(jiān)，Wilcox負(fù)責(zé)監(jiān)督蘋果向自有芯片的過渡，包括該公司的M1芯片。他在蘋果全權(quán)負(fù)責(zé)Mac系統(tǒng)的所有架構(gòu)設(shè)計(jì)、信號(hào)完整性和電源完整性。從M1芯片開始，他帶領(lǐng)Mac團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了向蘋果自研芯片的過渡，并開發(fā)了T2協(xié)同處理器的SoC和系統(tǒng)架構(gòu)。

不過，在2022年1月，Wilcox在社交媒體上發(fā)布消息說：“在令人驚嘆的八年之后，我決定離開蘋果并尋求另一個(gè)機(jī)會(huì)。這是一次令人難以置信的旅程，我為我在那里取得的所有成就感到無比自豪，最終實(shí)現(xiàn)了Apple Silicon向M1、M1 Pro和M1 Max SoC和系統(tǒng)的過渡。我會(huì)非常想念我所有的蘋果公司同事和朋友，但我期待著下一個(gè)旅程?！蹦壳埃琖ilcox已經(jīng)在英特爾就職，擔(dān)任英特爾院士和設(shè)計(jì)工程組CTO，將專注于客戶端SoC架構(gòu)設(shè)計(jì)。

英特爾首席工程師Murthy Renduchintala

無論是在英特爾還是在AMD，首席架構(gòu)設(shè)計(jì)師必須基本上是負(fù)責(zé)硬件架構(gòu)的管理設(shè)計(jì)和優(yōu)化，能夠拿到“首席架構(gòu)師”的稱謂，必須在半導(dǎo)體圈內(nèi)能夠服眾。

然而，并非所有首席架構(gòu)師都能夠帶領(lǐng)芯片企業(yè)大展鴻圖，規(guī)劃芯片路線圖并非易事。2020年，英特爾宣布其首席工程官M(fèi)urthy Renduchintala將離職，其背后似乎與英特爾計(jì)劃路線圖的延遲不無關(guān)系。

Renduchintala博士于2015年離任高通副總裁和高通CDMA技術(shù)（QTC）聯(lián)席總裁加入英特爾，最初負(fù)責(zé)英特爾新業(yè)務(wù)部門“技術(shù)、系統(tǒng)架構(gòu)和客戶部門（TSCG）”。

2016年，他向英特爾公司其他高層領(lǐng)導(dǎo)發(fā)送了一份備忘錄，制定了解決“競(jìng)爭(zhēng)力差距”的緊急計(jì)劃，他本人隨后也被升任到首席工程官的職位。

Renduchintala一度被認(rèn)為是可以接管Brian Krzanich，擔(dān)任英特爾首席執(zhí)行官的候選人之一。僅僅剛剛?cè)肼?，其入職?jiǎng)金就高達(dá)1000萬美元、薪酬就超過2500萬美元。到2019年，Renduchintala已經(jīng)是英特爾公司內(nèi)部薪酬最高的高管之一，其年度總薪酬約為2688萬美元。

從設(shè)計(jì)、工程到制造，他是英特爾幾乎所有硬件的負(fù)責(zé)人。英特爾在談到Renduchintala時(shí)，也表示Renduchintala的團(tuán)隊(duì)匯集了英特爾所有主要技術(shù)、工程和制造職能，這些職能包括半導(dǎo)體工藝技術(shù)、制造和操作、系統(tǒng)和產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)、IP開發(fā)、設(shè)計(jì)和片上系統(tǒng)工程、軟件和安全以及管理英特爾實(shí)驗(yàn)室。

當(dāng)時(shí)加入英特爾，Renduchintala的任務(wù)是幫助英特爾開拓PC時(shí)代中央處理器以外更大的市場(chǎng)。不過很快，英特爾將該業(yè)務(wù)以10億美元的價(jià)格出售給了蘋果。

彼時(shí)，英特爾10nm制程工藝的基本指標(biāo)甚至強(qiáng)于臺(tái)積電7nm工藝，但英特爾認(rèn)為10nm并非最好的節(jié)點(diǎn)。為彌補(bǔ)10nm芯片的延期，英特爾決心在7nm上嘔心瀝血，以保證準(zhǔn)時(shí)交付。

但是Murthy Renduchintala在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)10nm和7nm處理器架構(gòu)的工作上出現(xiàn)嚴(yán)重失誤，導(dǎo)致英特爾的7nm工藝研發(fā)進(jìn)度比原計(jì)劃延遲了約6個(gè)月，產(chǎn)品上市時(shí)間更是要延遲約一年的時(shí)間。

由此帶來的結(jié)果是，英特爾首席工程官M(fèi)urthy Renduchintala在宣布延期后不久也宣布離職。

       原文標(biāo)題 : 談?wù)勀切╉敿?jí)芯片設(shè)計(jì)師

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