这个公司带来的十年CPU辉煌
NexGen就是一个这样的例子，它得到了大量资金和一支优秀工程师团队的支持。NexGen 也有一些绝妙的点子让他们脱颖而出。但是为什么他们只坚持了十年呢？
40年前模仿是常态要开始我们的故事，我们必须回到 20 世纪 80 年代中期，那时中央微处理器仍然是相对较新的发明。英特尔的第一个 CPU 4004已于十年前发布，但到 1978 年 8086 推出时，市场上充斥着竞争型号，其中许多基本上是克隆产品。
其中一些衍生产品是在许可下生产的，另一些是逆向工程的，在少数情况下，公司挖走了设计团队的工程师来制造新芯片。例如，Zilog Z80是由 Intel 4040 团队的一些成员创建的，事实证明它比它所基于的 8080 更快、更便宜。
AMD 和许多其他公司克隆了英特尔的设计
Intel i386（也称为80386 ）也不例外。Intel 的第一款 32 位处理器于 1985 年推出，功能强大且价格昂贵，随后受到 AMD、Cyrix、IBM 和其他公司的注意。
同年，拥有电子工程博士学位的半导体企业家Thampy Thomas创办了一家名为 NexGen 的新无晶圆厂处理器设计公司。他与另一位备受推崇的工程师尼克·特雷登尼克 (Nick Tredennick)共同创立了NexGen，他雄心勃勃地想要击败英特尔和其他公司——而无需求助于设计模仿。
在Compaq（美国）和 Olivetti SpA（意大利）、软件发行商 ASCII Corp（日本）和风险投资公司 Kleiner Perkins 等公司的资助下，Tredennick 利用他在行业和学术界的人脉培养了一些优秀的工程师。
NexGen 架构的性能目标。
Thomas在斯坦福大学期间迷上了RISC（精简指令集计算机），并认为在当时处理器设计中可用的晶体管预算有限的情况下，这种方法才是未来。
RISC 与 CISC：处理数字的两种方法RISC本质上涉及让硬件在尽可能快的时间内执行所有指令——通常只是一个时钟周期。为实现这一点，执行任务的部分仅使用最简单的固定长度命令。例如，将两个值相乘，需要向处理器发出至少 4 条指令来加载这两个数据，将它们相乘，然后将结果存储在某处。
复杂指令集计算机 (CISC) 设计则采用另一种方式——可以向处理器发出可变长度的命令，芯片本身将这些命令分解为所需的所有各种指令。上面的乘法示例只需要一个命令就可以完成。这样做的不利之处在于，处理器设计中的相当一部分晶体管预算必须花在处理转换的硬件上。
来源：Erik Engheim
与 CISC 处理器相比，RISC 处理器最终更简单、更小且制造成本更低，但它们需要适当的软件支持——操作系统和编译器需要管理指令处理，因为基于 RISC 的 CPU 无法真正做到这一点。
在 i386 时代，主流计算机行业使用的软件主要是为 CISC 架构开发的，其中大部分是 16 位和 32 位 x86 处理器。如果英特尔真的要改变方向，Compaq需要做好准备在竞争中保持领先地位。
因此，由于其支持者热衷于能够切换到新范例的设计，IBM 预订制造芯片，NexGen 配备设计它，一切都准备就绪。
Nx586：有前途的第一个模型在 NexGen 上真正卖给Compaq的是它的 CPU 理念——最终以RISC86 的形式销售，该架构将包含一个快速高效的 RISC 内核，但带有可以转换 CISC 指令的硬件，使它们与基于 x86 的软件完全兼容。换句话说，工程师们的目标是两全其美。
将产品推向市场并非一帆风顺。在所谓的F86 项目上花费了相当多的时间，第一次修订包括 8 个独立的芯片，使其在财务上不可行。这项工作直到 1994 年才取得成果，也就是公司成立将近 8 年之后，在此期间英特尔确定了 RISC，并致力于 x86 架构，并发布了 i486（1986 年）和第一代Pentium， 1993 年代号为 P5。
来源：x86-guide
NexGen 的第一个商用处理器Nx586与 i486、Pentium 和大量克隆产品明显不同。该芯片与市场上的任何主板都不兼容，因此 NexGen 不得不设计和生产自己的芯片组 ( NxVL )——操作系统最初也难以正确识别 Nx586 和主板。
幸运的是，新贵 CPU 足以让它在竞争中脱颖而出。由 IBM 使用其500 nm 工艺节点制造，时钟速度与 Intel 一样好，范围从 70 到 110 MHz。缓存系统特别强大，分别具有 16 kB 的 L1 指令和数据缓存，与 P5 不同的是，L2 缓存控制器内置于 CPU 中，减少了所有重要的延迟。
NxVL 芯片是这款主板的中心舞台。
与 Pentium 一样，Nx586 本质上是超标量的（三向执行），同时处理两个整数数学和一个地址指令；它还有一个不错的分支预测器单元和 64 位宽的数据总线。
由于 AMD 的 P5 竞争对手（ AMD K5直到 1996 年才推出）和Cyrix 的 6x86性能欠佳才进入市场，NexGen 凭借比英特尔更便宜且性能更佳的产品在 CPU竞争中大放异彩。
战斗变得更加艰难虽然 NexGen Nx586 在整数计算方面很强大，但在浮点数学方面无法与奔腾竞争，因为它没有对此类数字的物理支持。这对于 DOS 商业世界来说是可以接受的，但 PC 爱好者（尤其是那些喜欢玩游戏的人）必须等到 1995 年底，NexGen 才能对此有所了解。
延迟阻止了 Nx587 浮点协处理器与 Nx586 同时准备就绪，最终，两者将合并为一个封装（同一 CPU 板上的两个芯片）。
正如当时常见的那样，NexGen 使用P评级系统来标记其产品——例如，Nx586-P80 的运行频率为 75MHz，但其性能相当于英特尔的 80MHz Pentium。具有浮点协处理器的模型被赋予了 PF 绰号（例如 Nx586-PF100）。
不幸的是，尽管 Compaq 对该项目做出了财务承诺，但该公司并未在其 PC 中广泛使用新芯片。多芯片 PF 处理器对定制主板的需求和更高的生产成本使 NexGen 的成就黯然失色。
英特尔在其奔腾模型方面取得的快速进展也无济于事。到 1996 年初，P5达到了 166MHz，并且有一些版本的架构可以向后兼容旧的 i486 时代的芯片组。
NexGen 还没有结束，它已经在 1995 年 10 月展示了其第二代 RISC86 处理器 Nx686。该公司承诺修复所有阻碍第一个的问题。
首先，新芯片将是单个芯片，尺寸更小，时钟频率更高。在布局方面，L1 数据缓存大小以及整数流水线和 x86 指令解码器的数量都将翻倍。Nx686 甚至会提供新的多媒体指令扩展，并可用于带有 NxVL 芯片组的主板。简而言之，这是对当前 Nx586 用户的完美更新，也是一个更好的产品，可以让客户远离英特尔。
后者尤为重要，因为在 NexGen 的新闻发布会后一个月，英特尔发布了其全新的 P6 架构，命名为Pentium Pro。就像 Nx586 一样，它也将 x86 命令动态解码为更小的指令，从而更容易提高整个处理器的效率。
遗憾的是，Nx686 从未进入市场，至少不是作为 NexGen 产品。
被AMD收购十多年来，AMD 拥有两个主要的处理器设计团队：一个致力于 x86 克隆，另一个为嵌入式市场开发RISC 芯片。大约在 NexGen 宣布其第二代 CPU 的同时，AMD 推出了Am5x86处理器。
这将是 AMD 最后一款源自英特尔的芯片，因为该公司的管理层决定在台式机和工作站市场上利用其 RISC 设计的优势。因此，为什么 Am5x86 的继任者 K5 会采用与 NexGen 相同的方法——一个基于 RISC 的内核，带有 x86 指令解码器。
从理论上讲，K5 是超越奔腾的设计，但事实证明，制造这种芯片比 AMD 所希望的更具挑战性和耗时。第一批 K5 模型直到 1996 年 3 月才准备就绪，并且不同寻常地发布了新的架构。
K5 的后期修订版比初始版本好得多。
这些芯片标有代号 SSA/5，完全禁用了分支预测单元（由于不稳定的分支目标缓冲区），某些操作的处理等待状态更长，并且由于是在较旧的 500 上制造的，所以热量输出很高。
AMD 最终会在 8 个月内解决这些问题，但损害已经造成。为了避免在他们的下一个架构中犯同样的错误，该公司做出了一个相当令人惊讶的决定。1995 年 10 月， AMD以 8.57 亿美元的股票收购了 NexGen。
大公司收购小型半导体公司并不罕见，即使在当时也是如此，但通过这次代价高昂的收购，AMD 公开承认它没有能力与英特尔直接竞争。
AMD 的 K6 处理器几乎完全是 NexGen Nx686。来源：Fritzchens Fritz
很快就发现这笔钱花得很值。AMD 采用了 NexGen 的 Nx686 设计并重新调整了一些元素——例如，调整了引脚布局和相关布线以与英特尔的 Socket 7 格式兼容，结果放弃了用于 L2 缓存的专用 64 位总线。
修改后的设计于 1997 年 4 月作为广泛成功的AMD K6 系列CPU发布，新芯片的性能与更新的奔腾处理器一样好，除了在需要大量浮点计算的应用程序中。自然地，它的购买成本低于同等的 Pentium，因为这是英特尔竞争对手的标准营销方式。
AMD 将继续进一步修改基于 Nx686 的架构，扩展多媒体支持，并为 K6 之后发布的每个 x86 CPU 使用 CISC 前端和 RISC 执行概念（英特尔也是如此）。
一家创新公司的永恒终结这就是 NexGen 的终结。任何仍在货架上或工作计算机中的剩余 Nx586 芯片将迅速消失，取而代之的是 AMD 版本，而这个名称本身将很快成为微处理器历史上的一个注脚。
所有现代 x86 CPU，Intel 和 AMD，都归功于 NexGen 的架构设计方法。Core和Ryzen处理器的基本执行阶段本质上是 RISC，运动前端装有巧妙设计的指令解码器以转换 CISC 类型的命令。因此，虽然公司本身早已不复存在，但它的影响仍然很强大，而且不会被遗忘。
