處理器大神的逆轉局——Jim Keller自述芯片設計職業生涯

這是計算機歷史博物館（Computer History Museum，簡稱CHM）對Jim Keller的視頻採訪，採訪者爲Douglas Fairbair，Doug是CHM半導體組的負責人。在其 40 多年的硅谷職業生涯中，Doug擔任過多個工程和管理職位。1971 年，Doug從斯坦福大學獲得電子工程碩士學位後，就職於施樂帕洛阿爾託研究中心。1980 年，Doug協助創立了超大規模集成電路技術公司（VLSI Technology），並在那裡擔任負責ASIC開發的高級副總裁。1990 年，他創立了Redwood Design Automation並擔任首席執行官，該公司於 1994 年被Cadence收購。自 1998 年起，Doug以顧問和董事會成員的身份，爲多家公司提供服務。

因爲是圈內人，所以Doug對Jim的採訪駕輕就熟，雙方不需要鋪墊基礎知識，在這個一個多小時的採訪中，Jim完整講述了自己的職業經歷，從一個小時候有閱讀障礙，大學一開始也是普通學生的半學渣，到發現自己的職業興趣並開始努力學習，逐漸在職場嶄露頭角，Jim的主要工作經歷在DEC->AMD->SiByte(Broadcom)->P.A.Semi->蘋果->AMD->特斯拉->英特爾，到最後加入創業公司Tenstorrent，Jim的職業生涯經歷了美國處理器發展的幾個關鍵節點，例如從32位處理器向64位轉變，例如參與蘋果處理器的早期研發，例如全力投入RISC-V生態等，在不斷升級打怪過程中，Jim自己也成長爲處理器設計領域的大神。

以下是各節的視頻及簡介，感謝CHM對Jim的採訪。

第一節

從閱讀障礙到大學畢業

第一節：從閱讀障礙到大學畢業

Jim Keller是工程師父親+教師母親的家庭組合，其父母6個孩子中的老二，從小有閱讀障礙，小學二年級還不能閱讀，到三四年級才逐漸開竅。

高中畢業考到賓州大學，是因爲看到一個心儀的女孩子去了賓大，高中成績都是B，在大學裡一開始也延續這一優良傳統，修雙學位被哲學系主任給勸退，把精力集中在電子工程上以後，又一次開竅，成績從全B躍升到全A。IBM當時給賓大捐了一條2寸線，所以Jim在大學裡就開始自己製作晶體管了。不過那時候他的電磁場學得好，覺得自己會是一個RF工程師，第一份工作職位是邏輯電路設計工程師，但去了之後做的最多的工作是修電路板，修公司裡各種出了問題的電路板，這也讓Jim具備了極強的動手能力，以及對高速電路板的深刻理解。

在1982年（加入DEC的時間）以前，他就做了一塊40MHz的PCB。雖然一直在修電路板，但是這些技能卻也讓他誤打誤撞進入了DEC。

第二節

在DEC開始處理器研發工作

第二節：在DEC開始處理器研發工作

Jim憑藉開發電路板的能力進入了DEC。這一節是Jim在DEC的工作回顧，在DEC，他跟對了老闆，整個項目組都對這個勤學好問的小老弟有好感，在DEC他既做邏輯設計，又做板級開發，甚至還自己動手寫CAD工具。因爲CAD不是他的本職工作，所以只好晚上花時間來寫CAD。在DEC的各位技術大拿的帶領下，Jim成長很快。DEC當時開發的第一代Alpha（EV4）芯片，時鐘頻率166MHz-200MHz，比市場上其他處理器的速度快三四倍。Jim大概是從第二代Alpha芯片，也即代號EV5的項目，真正有所貢獻的。此後又完成了EV6的開發，到EV7流片時，他已經離開了DEC。

Jim談到的在DEC的幾個趣事：

爲了debug EV5，他們幾個核心組員在實驗室住了1年。

雖然最後量產的芯片性能表現優異。但作爲架構師，且參與了從寄存器級到板級開發任務的Jim，還是覺得這顆產品到處有bug，到處有妥協。

在開發EV6時，Jim同事的性能模型代碼量有三萬多行，但是這個同事說可以把代碼壓縮到1100行，然後Jim就做了一個1000行代碼的性能模型，並且運行得很好。最後那個同事才說，其實他並沒有做出1100行的性能模型，但他知道Jim有致命的好勝欲，所以被激將法觸動的Jim爆發出了強大的產出能力。

第三節

Jim初進AMD

第二節：Jim初進AMD

這一節主要是講述Jim在AMD的工作經歷。上節說到，Jim Keller追隨自己在DEC的上司跳到了AMD，在AMD，Jim參與了K7的開發，並主導了K8項目，Jim認爲，他的AMD的主要貢獻之一是合作制定了x86-64位規範以及HyperTransport 規範。Jim在AMD待了三年，然後就在互聯網泡沫期衝入了初創公司。

他在AMD幾個亮點:

Jim認爲AMD的286、386和486 basically were mask copies of Intel processors. 到K5纔有自己真正的設計。

K7大量借鑑了DEC EV6的設計

那個時代是美國處理器架構百花齊放的時期，Power、PA RISC和Sun等各領風騷

AMD的stand cell methodology 當時就很好了

第四節

SiByte與Broadcom

第四節：SiByte與Broadcom

這一節講述Jim加入創業公司SiByte，以及SiByte被Broadcom收購以後，在Broadcom工作的經歷。在1999年泡沫期，Jim離開AMD，追隨他的上司加入創業公司SiByte，該公司主要業務是網路專用處理器（network-oriented processor），用現在的術語那就是NPU，SiByte裡面源自於DEC的人很多，他們開發了PCIe PHY等技術。在SiByte，Jim開始接觸客戶，並享受與客戶的交流，通過和客戶交流，他能夠挖掘出客戶的真正需求，以及客戶正在做什麼產品。這段時間，Jim系統設計的能力得到了大幅提升，也認識到芯片規格制定要多與用戶交流，而不能閉門造車。

SiByte很幸運地在泡沫末期賣給了Broadcom（2000年11月），在Broadcom，Jim對Henry Samueli非常折服，Samueli才氣橫溢，狂傲不羈。

Jim 和Henry一起跑客戶，開始產品介紹由Jim來做，但是三天以後Henry忍不了就說我來吧，結果Jim發現Henry講得比他自己之前講的好太多。

採訪者問了一個有趣的問題，即大公司和小公司對Jim有何影響？Jim認爲，即使在DEC和AMD，雖然公司人很多，但他在的項目組人都不多，大概也就100多人。Jim說，在當時他有一個理論，而且有數據佐證，開發一個計算機（芯片）項目，400人需4年，300人需3年，200人需2年，100人需1年半。所以Jim當時的看法是，在基本人員數量之上，芯片開發並不是人越多時間就越少，實際上反而會因爲增加人手而降低效率，超過400人，甚至項目（因爲內部溝通合作之損耗）都無法完成。

所以，當時英特爾的Itanium項目有800人，而且按時完成了開發任務，曾經讓Jim驚歎不已。

當然，隨着芯片規模不斷加大，合理團隊規模還是擴大了，Jim二進宮AMD時，所在CPU團隊人數就超過了500人。

這一節其他幾個亮點：

Jim剛入行時處理器時鐘頻率是幾十到百兆赫，在博通第一次見到10GHz示波器時非常驚訝：最早做100MHz都很難，到現在10GHz都實現了。回顧這一路走來，Jim認爲工程師們創造了太多奇蹟， 將很多不可能變成可能。

Jim（2000年-2004年在Broadcom）問Henry Samueli，何時可實現Gbps無線網絡，Henry當時就給Jim演算起來，他通盤考慮了工藝進步、晶體管尺寸、封裝和所需資金，對Jim說，如果當下就想實現千兆無線網，要花1萬億美元，但如可以等五年，就只要花1000億美元。Henry預測5G在2018年可以實現，結果預言成真。

1980年代，摩爾定律還未人所皆知。但優秀人才通過優化各種因素，可用0.5微米工藝實現200MHz的處理器

第五節

P.A.Semi

第五節：P.A.Semi

這一節講的是Jim從Broadcom出來加入創業公司P.A.Semi的經歷。2004年，Jim加入P.A.Semi任工程副總裁，P.A.Semi在某種程度上來說，是SiByte人員的二次創業，SiByte的三位核心人員Dan Dobberpuhl, Amarjit Gill和Leo Joseph創立了P.A.Semi，Jim和另外五個人算是聯創。

P.A.Semi開發了一款處理器，採用亂序執行的 PowerPC 內核，在架構設計上更爲激進，能實現數據的流暢傳輸。爲了讓性能得以發揮，數據必須從 10 千兆端口流入，進入片上緩存或內存，無需再訪問主存就能完成處理，然後進行一些關鍵操作，再將其發送出去。所以，從架構角度來看，這是一款更具突破性的產品。在設計的某些方面，它劃分出了處理器區域、前端模塊、內存控制器、PCI Express 以及通用的網絡模塊，此外還有網絡加速模塊。我們打造的這款產品，有兩種投產方式。一種是作爲面向思科等企業的網絡處理器，另一種是將其作爲獨立產品，它本可以成爲蘋果個人電腦的組件。

在這款產品流片之後，Jim就加入了蘋果（2008年），不過他在蘋果的一次機會，促成了蘋果收購P.A.Semi。那時候三星在與蘋果合作開發一款1GHz運行頻率的Arm核處理器，當時的工程師搞不定，就來請教Jim，Jim說我已經在蘋果工作了，這個問題你可以請教P.A.Semi的Dan，Dan能夠幫你解決，Jim讓蘋果工程師去請教Dan是爲了給P.A.Semi找個大客戶。Dan弄清楚了情況之後，就直接給喬布斯打了個電話，說服喬布斯收購了P.A.Semi

第六節

蘋果處理器與喬布斯

第六節：蘋果處理器與喬布斯

這一節，是Jim在蘋果工作的經歷。又是他在DEC的老同事拉他進入蘋果。在這一節有蘋果芯片早期開發的趣事。蘋果第一代芯片的架構師，就像IP使用者，給大家的文檔就是一份IP清單，這份清單通過後交給三星，由三星集成開發生產出來，居然也能工作。不過，內存延遲嚴重，性能也弱，軟件幾乎難以運行，但軟件團隊的人很厲害，他們把 OSX 系統大力精簡後，讓其能在這款芯片上運行。通過對軟件進行優化並儘可能壓縮，軟件人員功力大增，後來他們得到更快的芯片時，軟件就能真正發揮了。Jim認同：iOS 和安卓最大區別在於，安卓被移植到芯片上時，手機芯片已經相當不錯，所以它從未像 iOS 那樣進行深度精簡。

Jim參與了 H2 項目，任H3項目的共同架構師，此後在H4、H5與H6的開發中也擔重任。當時的蘋果，在創新上非常激進，率先採用 64 位技術，率先實現高分辨率顯示屏。在 H4 芯片中，其集成的 GPU 規模是其他競品GPU 的五倍。這其中部分理念源自喬布斯和Mike Culbert。喬布斯認爲，要打造最出色的技術，就得用最好的組件；要做出最棒的產品，就要最先進的技術和最優質的組件。後來，蘋果團隊在涉足觸摸屏和視覺應用程序領域時，便大力投入到高分辨率、強大圖形處理性能等方面。

蘋果公司在芯片設計上的獨創性，在Jim看來，團隊新反而是好事。隨着蘋果設計團隊不斷壯大，成員來自五湖四海 ：英偉達、英特爾、AMD以及一些小公司。他們在研究設計方法學時，並沒有因循守舊地沿用資深工程師過去一直在用的設計方法，而是思考 “從每個人所採用的不同設計方法中，能提煉出哪些最佳特性？” Jim一度覺得，蘋果公司或許擁有行業內最出色的設計方法，因爲團隊成員背景各異，想法層出不窮，有一種“混合優勢”。

Jim在蘋果公司工作時，與喬布斯直接交流的機會並不多，但Jim顯然也受到了喬布斯“超現實引力場”的影響，他十分細緻地觀察喬布斯的做事方法，Jim說喬布斯不會告訴員工具體怎麼做。他會說 “這是我想要的，你們能做到什麼程度？” 以及 “告訴我你們能做到什麼，然後咱們看看基於此能做出什麼成果。” 蘋果的公司文化，和Jim之前待過的DEC、AMD和SiByte都不一樣，那些公司的文化都如出一轍：“我們是優秀的工程師，知道如何製造電腦” 工程師文化。蘋果更像是秉持 “我想做這件事，然後我們要不遺餘力地去實現它” 的產品經理理念。

第七節

AMD二進宮

第七節：AMD二進宮

這一節Jim講述了二進宮AMD的經歷。這次還是離不開老同事的幫助，Jim在P.A.Semi的前同事Mark Papermaster後來也在蘋果與Jim共事，但Mark因“天線門” 被喬布斯解僱，之後就去了AMD。在Jim萌生去意時找了Mark，Mark便將Jim介紹給時任AMD CEO Rory Read，Jim很欣賞Rory，就二次加入AMD，Rory對Jim說：“我負責業務，你負責技術。我會確保公司資金不斷，但你得設計出好芯片。”Jim在AMD最開始的職位是彙報給Mark。

據Rory給Jim分享，AMD 的服務器業務，從Opteron處理器起步，市場份額從 0 增長到 35%，然後又跌回了 4% 左右，他問Jim爲什麼會這樣，Jim直言當時AMD產品不行，所以沒人買。

如第三節所講，Jim在第一段AMD工作時，和同事一起爲AMD打造了K6、K7及K8等優秀的處理器。Jim離開之後，AMD的研發人員想更進一步提高頻率，且又引入了大量定製設計，並採用了有問題的架構特性。結果後續的產品既沒有達成頻率目標，架構特性也不如人意。與此同時，AMD 在晶圓製造方面也困難重重，最終將這部分業務剝離出去，成立了Global Foundries。Jim說AMD“只能依靠二流的代工廠和二流的架構。所以，我被招來擔任 ‘Zen’ 架構的設計師，負責重建架構。”

在Jim看來，AMD當時的產品設計方法糟糕、團隊組織混亂、芯片架構也差勁。團隊還反饋給Jim說無法與英特爾競爭是因爲工藝製程跟不上英特爾。Jim則迴應，現在AMD芯片的IPC只有英特爾的一半，如果能在IPC上趕上英特爾，我就能讓AMD的工藝也和英特爾相當，如果IPC沒搞好，就別抱怨工藝不好。

在真正開展工作時，Jim告訴Rory準備停掉當時所有的項目，Rory支持了Jim的計劃，對Jim說你想怎麼做就怎麼做，不過他問Jim走上正軌要多久，Jim說要四年，Rory說我可能沒有那麼多時間，最終董事會對Rory失去耐心，Rory不得不離開AMD。

Jim在Rory支持下，對AMD產品線做了大刀闊斧的改變，他對指標要求嚴格，例如定指標時會提出芯片面積 10 平方毫米、功耗 5 W、頻率 3.5 GHz，但團隊成員會來求寬鬆，比如他們會說面積能做到 10 平方毫米，但頻率只能達到 3 吉赫茲。Jim對這種協商一般都是回答“沒門兒”。在Jim的推動下，新的芯片架構路線圖發展很不錯，不過他自己在不想離開卻不得不離開（或許因爲強硬的個性）AMD了。

Jim和Lisa Su共事約3年，Jim二進宮AMD時，Lisa Su恰好從飛思卡爾加盟AMD，並於2014年10月任AMD CEO，取代Rory，Jim在2015年9月離開AMD

第八節

特斯拉與馬斯克

第八節：特斯拉與馬斯克

這一節，Jim講述了自己在特斯拉的經歷。如上節所述，Jim最後在AMD的日子不是很開心，在他心生離意之後，之前在蘋果合作過的Doug Field等幾個前同事都慫恿他去特斯拉，在2015年前後，智駕概念還不像現在這麼普及，所以Jim剛聽到汽車會是一種計算平臺的觀點覺得很新奇，經過調研，他感覺智駕這條路線有潛力，而且當時Elon Musk也“小有名氣”，於是Jim在前同事安排下，參加了馬斯克親自出馬的面試。面試地點在SpaceX辦公室，Jim父親是某衛星項目總工程師，他小時候對火箭和衛星也很感興趣，有了這個基礎，兩人相談甚歡。Jim告訴馬斯克，他能在 18 個月內打造出一款用於汽車的大芯片，馬斯克貌似敷衍地回了句：“行。”在後來，Jim發現爲什麼馬斯克這樣回答，因爲他對芯片幾乎可以說是一竅不通。Jim原話這麼評價馬斯克在芯片方面的認知：對於很多芯片相關的內容，我需要向Elon解釋，他會很感興趣，但在這方面並沒有太多自己的想法。

當然，在系統集成上馬斯克有天才的直覺，Jim也對馬斯克的第一性原理推崇備至，他認爲，馬斯克對第一性原理的理解遠超世人。

說回Jim在特斯拉的工作，他主持開發了特斯拉Hardware 3硬件平臺的核心芯片，只花了18個月。當然，這離不開他從AMD拉來的幾位老同事的鼎力支持，Jim簽了35個IP授權協議， 用了14 個月時間完成芯片流片，製造時間花了4個月，再用2個月在樣片上跑軟件，這款芯片上車一共只花了20個月的時間。Jim對這款芯片非常自豪，他認爲這款芯片在其產品銷售的生命週期，即從2018年到2023年9月，都是全球最出色的智駕芯片。

在談及第二段在AMD工作經歷時，Jim就自認爲脾氣不大好，馬斯克又是強勢的人，因此兩個人在蜜月期之後的合作，自然免不了磕絆，這在Hardware 3開發階段就有端倪：馬斯克管理風格造成的特斯拉較高的人員流動率，給Jim的管理帶來了一定的麻煩。但Jim心生去意還是在Hardware 3量產後的空檔期，在Jim看來，第一代產品量產出貨了，就要準備第二代產品迭代，但馬斯克傾向於 “邁一大步，充分利用這次投入的成果，然後再邁一大步”的風格，所以從Hardware 3 到Hardware 4，在馬斯克的規劃中，是四五年才升級，這就相當於這四五年裡，Jim工作量不大，而到下一代準備要時，又要拼命衝刺。說實話，馬斯克的做法不太符合芯片規律，而Jim習慣的小步快跑、平穩迭代更適合芯片開發，於是Jim就又有了新下家。

第九節

英特爾

第九節：英特爾

Jim講述了在英特爾的經歷。他從技術人員視角，道出英特爾衰落的一個因素：因循守舊——當然這是所有行業老大都可能會犯的錯誤。

回到Jim的講述。英特爾邀請他擔任高級副總裁，負責芯片工程團隊，Jim覺得很棒，因爲英特爾擁有最出色的工藝，還有一大堆先進技術。

內心充滿希望的Jim本想帶人着手研發下一代高端服務器，但幾乎什麼都沒幹成，他在英特爾的歲月，都陷在內耗中了。之前，Jim所在團隊最大規模也就2500人，而在英特爾，Jim那個業務組有 1 萬人。但後來Jim逐漸發現，英特爾當時技術雖領先，但也受困於老舊的CAD和過時的設計流程。Jim的任務似乎從開發新技術變成了 “要如何對這麼大的一個組織進行重新規劃，使其正確定位？”

英特爾也發現了問題，也嘗試調整。比如當時，其客戶端產品CPU 團隊、內存控制器團隊、PCIe團隊都歸同一個人領導，大家協同工作，打造同一款產品。後來，時任執行副總裁Murthy Renduchintala（從高通過來）說 “我們要成立 IP 團隊、SoC 團隊和 CPU 團隊”，就把原來團隊拆了。但並沒有重構好。比如，IP 團隊算不上真正的 IP 團隊，更個設計小組，把設計成果交給 SoC 團隊，再由 SoC 團隊測試。所以，英特爾的轉型大都處於這種半吊子狀態。

Jim面臨的挑戰是 “如何重新規劃並解決 CAD 問題？”有一次 Jim接到Aart de Geus（時任新思科技CEO）的電話，他問：“（你們）以色列團隊正在使用我們的新 CAD ，你們還在搞毛？” 我說：“太多爭論了。”可見Jim在英特爾推行新設計方法學困難重重，他原話如下：那些人都很厲害。他們打造出了全球最出色的設計流程，並沿用了 25 年。但世界已經向前發展，變革即將到來， 有人會說 “我們已經準備好了”，但也有些人對此反應很大。要知道，工程師可是花了一輩子心血打造這些流程。

採訪者直接問Jim，你是因爲要管理一萬名員工感到疲憊不堪而離開？Jim回答不是。他認爲英特爾需要進行的調整，比CEO所設想的要大得多。Jim其實挺欣賞時任CEO Bob Swan，他說：“我們曾是同事，但對於需要做的事情，我倆願景天差地別，但我沒有感到疲憊不堪。”

其實真正讓他離開的還是與CEO在關鍵決策上的不一致。Jim說他意識到得與公司的最高決策一致，不能在開會的時候不能在開會時說 “我們需要這麼做”，結果別人迴應 “CEO說的恰恰相反”，Jim回憶起在AMD時Rory對他言聽計從的美好往事還唏噓不已。

第十節

Tenstorrent

第十節：英特爾

Tenstorrent 這一節就是Jim創業的經歷了。在特斯拉失意之後，Jim對自己職業生涯的規劃，放在了去初創公司或者自己創業上，最終他加入自己投資的Tenstorrent，做CTO，但之後又成爲該公司的CEO，終於補上了創業經歷。

本節的幾個亮點：

Jim認爲，很多創業公司都有可能有不錯的技術或產品構思，但創業公司要想真正成長起來，只有技術與創意是不夠的，需要極強的工程化能力，確保交付的產品能夠爲客戶搜需要。這也是Jim帶給Tenstorrent的價值。

本市場焦點都被英偉達等巨鱷所在千億美元市場所吸引，但但實際上，到處都有數十億美元規模的業務。英偉達對一個年採購額100萬美元的新客戶不會投入精力，但Jim會，Jim認爲，找到10個百萬美元採購額的客戶，就組成了實打實的千萬美元銷售額，

Jim在SiByte 設計芯片的時候，他們公司一度有 上百個設計方案，後來SiByte被Broadcom收購，其中一些芯片成爲Broadcom相當重要的產品線，但一開始根本看不出哪些設計會脫穎而出。

把自己的軟件開源爲Tenstrorrent開闢了一個極佳的招聘渠道，很多人在開源社區看到Tenstorrent的代碼，拿過來用，這些研究過Tenstorrent代碼的人，有些就跑過來應聘。Jim說：“我們不是行業巨頭，不搞專有技術，秉持開放的態度，所以能接觸到巨頭們接觸不到的各類人才。”

採訪者問Jim對員工靈活辦公的看法，Jim也真實表達了一個老闆該有的看法

第十一節

個人與家庭

這是本次採訪的最後一段，有關Jim的個人與家庭。Jim結婚很晚，在40歲生日宴上遇到了自己朋友的妹妹，兩人一見鍾情，於是結婚，很快生下兩個孩子，一個大二，一個2024年秋季入大學。

Jim喜歡舉重和滑雪，不再跑步是因爲他的膝蓋壞掉了。在膝蓋壞掉之前，Jim也是跑者，他跟採訪者開了一個玩笑，說有一次認識了兩個老年跑者，Jim就問這兩個人打算跑到什麼時候，其中一個說我要早點退跑，我準備80歲以後就不跑了。從這個笑話來看，Jim對他的膝蓋還是有點意難平。

Jim是喜歡讀書的，不忙的時候一週可以看好幾本書。採訪者問Jim有沒有從之前共事過的CEO那裡習得管理經驗，Jim又說了個笑話，他說在AMD時他問過周邊的高管，讀過幾本管理方面的書籍，20多個人的回答，平均值接近0。而那時候Jim已經看了20多本管理類的書，以一己之力拉高了平均數。

不過Jim還是點了幾個他認爲很優秀的管理者，Doug Fields，管理方式受人喜歡，也照顧自己的組員；Bob Mansfield，極其聰明，下屬很難糊弄他；Elon Musk，但Jim認爲Elon的管理天分是天授的，很難習得。

注：準備這篇文章才知道，一篇公衆號文章，最多隻能插入10個視頻號視頻的鏈接，奇怪的知識又增加了。所以不是最後一個視頻我們忘記加了，而是系統限制我們加不了。