談談那些頂級晶片設計師

在半導體業内，戈登·摩爾一定是曆史上最重要的晶片工程師之一，他提出的摩爾定律——內建電路上可以容納的半導體數目在大約每經過18個月到24個月便會增加一倍，一直都被奉為半導體發展的經典法則。

這些年中，半導體産業也始終按照摩爾的預測不斷發展，然而摩爾定律發展飛速，需要的不僅僅是諸如戈登·摩爾之類的創始者，還有無數優秀的晶片設計工程師對技術進步的不斷追求。

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傳說級晶片設計師Jim Keller

在晶片屆，有一個可以說是無人不知、無人不曉——Jim Keller。其傳奇的經曆和輝煌的業績成為各大公司求賢若渴的對象。他的學曆僅僅是大學，但是在過去的20年來，他憑借一己之力攪動着矽谷的風雲。

Jim Keller的職業生涯開始于DEC。上世紀6、70年代，DEC是世界上最成功的電腦廠商之一，在當時DEC使用RISC設計的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。

Keller向來是一個獨具個性的人。當他是一個晶片研發新人在DEC接受教育訓練時，有人進來問了Jim Keller一個關于層次設計問題，Jim Keller覺得這個人說的一半有道理，另一半則非常愚蠢，然後Jim Keller就和這個人開始争論，一個小時後，誰也沒有說服誰，直到這個人走了，旁邊的人才告訴Jim Keller，那個人是戈登·貝爾，DEC的首席技術官。

1998年開始，Jim Keller加入AMD，參與設計了AthlonK7處理器，并且很快成為了K8的主架構師，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伺服器晶片領域站穩了腳跟。

當衆人都以為Jim Keller将在AMD大展宏圖的時候，他卻毫無征兆地跳槽去了晶片初創公司Sibyte，負責MIPS晶片的研發。一年後，Sibyte被晶片巨頭廠商博通收購，Jim Keller一躍成為了博通的首席架構師。但Keller也并沒有始終待在博通公司。

2004年Jim Keller跳槽去一家初創公司——PA-Semi，巧的是這家公司在4年後被蘋果收購，Jim Keller順理成章的成為了蘋果的晶片設計師。在蘋果的四年，Jim Keller帶領團隊開發出了蘋果A系列處理器的開山之作A4，以及第二代A5（對應iPhone4和iPhone4S），開啟蘋果的輝煌造芯之路，這也成就了喬布斯自研晶片的戰略。

在幫助蘋果在晶片領域開啟輝煌後，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師，帶領開發新的微架構，代号“Zen”，當時AMD遭遇了重大危機，他采取務實的作法，向競争對手的設計看齊，放棄自Bulldozer開始的架構，成為了AMD“再次翻身”的關鍵人物。

在兩次拯救AMD後，Keller功成身退，事了拂衣去然後加入了特斯拉。在特斯拉的日子裡，Keller為公司的電動汽車開發自動駕駛工程技術，負責Autopilot和上司低壓硬體部門。他在特斯拉研發了FSD自動駕駛晶片，該晶片性能是替換掉的英偉達方案的20多倍。

那時候特斯拉自研AI晶片還未釋出，但馬斯克早已公開吹過好幾次：“Jim Keller正在研發的專門的AI晶片，将會是最好的AI硬體。”

後來，Keller被英特爾挖走，在英特爾擔任矽工程集團進階副總裁，團隊有1萬人。誰曾想，英特爾之旅似乎并不順利。是以在2020年6月，Keller宣布辭職，1年内以顧問形式交接，2021年就開啟新生活。

據了解，Keller在英特爾的工作目标是簡化大量矽片産品的開發流程，并建構戰略平台為未來産品的發展鋪平道路。在宣布辭職之前，Keller提出了3D堆疊晶片等創新方法。

天才總是有不同的性格，Jim Keller總是喜歡不斷的挑戰，畢竟用他自己的話的說就是希望能夠盡量嘗試不同的領域。Jim Keller曾在一次采訪說到：“特斯拉和英特爾是另一種旋風，是以你可以說我跳進去又跳出來，确實玩得很開心。”

Jim Keller的故事仍舊繼續，現在從英特爾離職半年後Jim Keller成為加拿大多倫多AI晶片初創公司Tenstorrent的CTO，下一個目标是研發AI晶片。

02

各大公司的首席晶片架構師

AMD Zen首席架構師Mike Clark

作為為AMD再次翻身的關鍵——Zen架構，其為AMD帶來了全新的設計及工藝，IPC性能大漲52%，超過了原定的40%提升。可以說，Zen架構的功勞是無與倫比的，是以世人也都在争議誰是Zen之父。

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

實際上，嚴格意義上AMD Zen的首席架構師Mike Clark才是真正的Zen架構之父。Mike大學畢業後就加入了AMD，已經快30年，他如今已經是AMD最高技術榮譽企業院士頭銜的享有者。

一次媒體采訪中，談及Zen，Mike說，他認可Jim Keller的說法，Zen架構的背後有太多太多人的付出。但如果非要評出一個所謂架構之父，自己也許最适合，因為從2012年Zen架構立項第一天，他這10年來的時光都在與它朝夕相處。

Mike的故事似乎是一個十年磨一劍的故事。1993年，Mike從美國伊利諾伊大學厄巴納香槟分校畢業，大學畢業時Mike收到了很多offer，但最後他選擇加入AMD。Mike認為，AMD是為一個真正能夠讓他從事CPU設計的企業。

初入AMD，Mike就開始了K5的工作，這是他們在x86上的第一個基礎設計，Mike同時還複制TLB，但他對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，這其中經曆了很多波折。

到了K6，Mike負責将NexGen整合；再到K7，他成為了K7的主要微碼設計人員；當開始Greyhound(K9)核心時，Mike成為了是K9的首席架構師，現在Mike是整個Zen核心架構分上司者，負責Zen的整個路線圖。

在Ryzen的研發中，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成為當時第一家同時擁有高性能CPU和GPU的廠商，但也讓AMD陷入經濟困境。

被收購後，ATI的GPU市占開始下降。而英特爾在2006年提出Tick-Tock戰略，即在接下來的發展中，保持2年1次的制程更新。當英特爾推出基于這個戰略的第一款産品Core2系列處理器時，就憑借其全新核心架構性能追平甚至反超Athlon K8。

雖然在Athlon K8被追平之後，AMD陸續推出Phemon系列處理器，從K10架構再到推土機（Bulldozer）架構，但AMD的這些産品大多隻能憑借成本效益和更多的核心來吸引消費者，無一例外都被英特爾擊敗。

當時AMD陷入了财務困境，CPU開發資金被當機并且與其他業務隔離開。那是一段艱難的時期，晶片市場每年都需要一款産品，而AMD必須做到更新。Mike坦言，最大的問題之一是讓團隊團結在一起，很多人選擇離開AMD，而Mike需要花費很多時間說服大家：AMD會成功。

Zen是Mike命名的，從2012年的第一天開始，他就在那裡，感受着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首席晶片設計師Jeff Wilcox

2020年11月，蘋果釋出了首款專為Mac打造的晶片M1；後來，蘋果又接連推出了M1 Pro和M1 Max，首次将片上系統（SoC）架構引入Pro系統，在記憶體帶寬、功效、容量等方面實作新的突破。

在這一系列過程中，Mac系統架構團隊負責人Jeff Wilcox功不可沒。2010年10月至2013年11月，Wilcox在英特爾擔任首席工程師，負責淩動處理器晶片組計劃的電源管理架構。之後，加入了蘋果，開始了長達八年的蘋果職業生涯。

作為Mac系統架構總監，Wilcox負責監督蘋果向自有晶片的過渡，包括該公司的M1晶片。他在蘋果全權負責Mac系統的所有架構設計、信号完整性和電源完整性。從M1晶片開始，他帶領Mac團隊實作了向蘋果自研晶片的過渡，并開發了T2協同處理器的SoC和系統架構。

不過，在2022年1月，Wilcox在社交媒體上釋出消息說：“在令人驚歎的八年之後，我決定離開蘋果并尋求另一個機會。這是一次令人難以置信的旅程，我為我在那裡取得的所有成就感到無比自豪，最終實作了Apple Silicon向M1、M1 Pro和M1 Max SoC和系統的過渡。我會非常想念我所有的蘋果公司同僚和朋友，但我期待着下一個旅程。”目前，Wilcox已經在英特爾就職，擔任英特爾院士和設計工程組CTO，将專注于用戶端SoC架構設計。

英特爾首席工程師Murthy Renduchintala

無論是在英特爾還是在AMD，首席架構設計師必須基本上是負責硬體架構的管理設計和優化，能夠拿到“首席架構師”的稱謂，必須在半導體圈内能夠服衆。

然而，并非所有首席架構師都能夠帶領晶片企業大展鴻圖，規劃晶片路線圖并非易事。2020年，英特爾宣布其首席工程官Murthy Renduchintala将離職，其背後似乎與英特爾計劃路線圖的延遲不無關系。

Renduchintala博士于2015年離任高通副總裁和高通CDMA技術（QTC）聯席總裁加入英特爾，最初負責英特爾新業務部門“技術、系統架構和客戶部門（TSCG）”。

2016年，他向英特爾公司其他高層上司發送了一份備忘錄，制定了解決“競争力差距”的緊急計劃，他本人随後也被升任到首席工程官的職位。

Renduchintala一度被認為是可以接管Brian Krzanich，擔任英特爾首席執行官的候選人之一。僅僅剛剛入職，其入職獎金就高達1000萬美元、薪酬就超過2500萬美元。到2019年，Renduchintala已經是英特爾公司内部薪酬最高的高管之一，其年度總薪酬約為2688萬美元。

從設計、工程到制造，他是英特爾幾乎所有硬體的負責人。英特爾在談到Renduchintala時，也表示Renduchintala的團隊彙集了英特爾所有主要技術、工程和制造職能，這些職能包括半導體工藝技術、制造和操作、系統和産品體系結構、IP開發、設計和片上系統工程、軟體和安全以及管理英特爾實驗室。

當時加入英特爾，Renduchintala的任務是幫助英特爾開拓PC時代中央處理器以外更大的市場。不過很快，英特爾将該業務以10億美元的價格出售給了蘋果。

彼時，英特爾10nm制程工藝的基本名額甚至強于台積電7nm工藝，但英特爾認為10nm并非最好的節點。為彌補10nm晶片的延期，英特爾決心在7nm上嘔心瀝血，以保證準時傳遞。

但是Murthy Renduchintala在帶領團隊研發10nm和7nm處理器架構的工作上出現嚴重失誤，導緻英特爾的7nm工藝研發進度比原計劃延遲了約6個月，産品上市時間更是要延遲約一年的時間。

由此帶來的結果是，英特爾首席工程官Murthy Renduchintala在宣布延期後不久也宣布離職。