某网站谈论到Intel某员工2014年2月在官方部落格的贴文“Why has CPU frequency ceased to grow?”，加上Intel推出时脉突破5GHz的Intel 8086 处理器40周年纪念版Core i7-8086K ，当年Intel与AMD在2003年共同目指的“10GHz时脉”大关，又突然历历在目于笔者的脑海。
这些厂商画出来的大饼，大概是这样。
- Intel：90nm制程的Pentium 4“Prescott”和后继者“Tejas”，目标突破5GHz，而后面的NetBurst衍生微架构“Nehalem”则要直冲10GHz。Intel其决策的背后成因，不外乎原先计划兵分三路，分而治之，在服务器市场全力推动IA-64指令集架构的Itanium处理器，个人电脑桌机市场走向超高效能单执行绪路线 (Pentium 4，NetBurst)，而在笔电市场则继续最佳化行之有年并为Intel立下汗马功劳的P6微架构 (Pentium M，Banias)。
结果Prescott不仅出师不利，由Intel德州Austin团队 (后来改做Atom) 操刀的Tejas，规格完全失控，晶粒面积足足暴涨到相同制程Prescott的近两倍，成为压死NetBurst微架构的最后一根稻草，Intel紧急喊卡，重新调整其x86处理器时程表，不分服务器、工作站、桌机、笔电，发展路线统一重回以P6为“地基”的老路，直到Sandy Bridge融合了P6与NetBurst部分特色 (减少处理器内部资料流动、利于降低功耗的“分离式实体暂存器型态”非循序执行核心，微指令快取) 为止。
2004年到2006年，拜Intel伟大实验失败之所赐，“高时脉”莫名其妙的沦为罪无可逭的滔天大罪，“多核心”才是众望所归的绝对王道。被取消的4GHz Pentium 4，更仿佛Intel对自己的重大战略失策，做出最严厉的自惩 (也有可能是公司内部政治斗争的副产物)。
- AMD：无独有偶，刚借由64位元的K8，而成功夺取重大战略胜利的Intel最大竞争者，在画大饼这件事上亦不遑多让，也同样喊出“10GHz”的目标。当然，那个“operation”能否代表时脉，或著有其他的解读 (例如等同于单一处理器核心具备两个5GHz的整数运算执行绪，怎么不小心联想到推土机了)，我们不得而知，但“高时脉”的确是AMD当时开发K8后继微架构的重要考量。只是即使AMD极力拉抬推土机家族的基本时脉，最终也尚未触及5GHz这个门槛。
然后我们就见证了推土机“工地秀”的失败，与Zen微架构重返农药…呃，重返荣耀的故事。
- IBM：讽刺的是，蓝色巨人IBM竟然也“英雄所见略同”的在Power6奔向“Ultra High Frequency”的神秘领域，与其同步发展的大型主机用处理器z10 (原称为z6)，都拥有5GHz等级的高时脉。
接着IBM Power家族就在4GHz和5GHz之间起起浮浮，到了Power9又退回到了4GHz，反倒是大型主机的z系列就稳定的保持在5GHz以上，2012年的zEC12还达成5.5GHz的壮举，谁说CISC指令集绝对做不到高时脉？
可是，瑞凡，然后呢？就没有然后了，10GHz的伟大里程碑，仍依旧看似遥不可及。但不知不觉中，过了多年，Intel的Skylake已悄悄越过了当年在Pentium 4没有“悲愿成就”的4GHz。
只要“先讲求不伤身体，再讲求效果”，功耗和成本控制得宜，内存子系统跟的上去，处理器时脉的账面数字，本来就多多益善，毕竟在很多应用，单执行绪效率依旧举足轻重。不过高效能泛用处理器的时脉，至今难以出现突破性成长，主要还是基于成本效益和实际效能的考量。
像为了提升时脉速率，导入倍频运作区域、多区域电压规划、在电路的绕径设计过程中尽其所能的精密计算每一条讯号传送路径、导入崭新的晶圆材料以提升通道生成速度，无论在研发和生产都会增加大量的额外开销，加上CMOS开关只要有切换态就会在中间态流失大量电流、CMOS发热量与运作时脉成正比，都已经算是有点浪费地球资源的老生常谈了。
真正更加关键性、就算不计功耗和成本 (这是IBM最有本钱的地方)，也难以避免的限制，显而易见：因缩短每个管线阶段的延迟，而激增管线阶段，如初代NetBurst的20阶 (还不含指令撷取、解码和生成Trace Cache内容)、Prescott的31阶、甚至被腰斩Tejas的“40到50阶”，此类超长指令管线，都易于造成更严重的分支预测错误伤害 (Misprediction Penalty)，更罔论预测执行失败的管线回复成本了。
(我知道会有科科马上跳出来指摘为何漏写了“管线阶段之间的锁存电路”，在后面的文章会提到“Wave Pipeline”这重要的概念)
这也是为何Intel AMD的新型x86微架构，其包含分支预测和指令撷取的管线深度，都控制在20阶以内，而IBM更是在Power9大幅度缩短管线深度，以求更好的整体效能，虽然付出了降低时脉到4GHz的代价。
总之，这年头大家都在狂打安全牌，现行以硅晶圆为基础的高效能泛用处理器，其时脉随着制程技术与设计工具的进步而缓步提升，但绝不会有爆炸性的进展，是可以轻易预期的结果。话说回来，挤牙膏挤过头的Intel，是否为了尽快拉开与AMD的技术差距，又将采取激进策略，重蹈NetBurst覆辙？各位科科可以慢慢等著瞧。科科。
