一道数学题，让芯片巨头亏了5亿美金!

​1993年 ，道数CPU 巨头Intel推出了Pentium处理器
。学题 

新的让芯品牌顺利地摆脱了AMD等公司对286，386，片巨486等数字系列的头亏品牌“抄袭”，树立了全新的亿美领先者的形象
。

​

再加上90年代初斥巨资成功推进的道数Intel Inside计划 ， Intel 成功地从一家主要向电脑制造商供货的学题公司
，转变成一家直接面向消费者的让芯品牌。

不知道哪位天才把Pentium翻译成霸气的源码库片巨“奔腾”
，真是头亏惊艳全场的神来之笔。

新产品 ，亿美新品牌，道数Intel 可谓意气风发 ，学题准备一统天下。让芯 

但谁也没想到的是 ，这个被寄予厚望的CPU内部居然隐藏着一个Bug ！ 

Bug被发现的过程也颇为传奇 ，我们得从数学上的模板下载一个概念说起 。

早在希腊时代 ，欧几里得就已经证明质数有无穷多个
，并且数字越大，质数分布得越稀疏。

神奇的是 ，尽管分布得很稀疏，但只要出现一个质数 ，就可以在附近找到另外一个， 例如41 和 43、101 和 103 、10007 和 10009 ，他们之间相差都是2。云计算

数学家给这些相差为2的连续质数起了一个名称：孪生质数。

1919年，挪威数学家 Viggo Brun证明了一件有趣的事情，就算有无穷多的孪生质数，它们倒数的和会收敛于一个常数，这个常数被称为“布朗常数”。

但是让数学家头疼的是：他们不知道这个布朗常数是不是无理数。服务器租用 

随着计算机的出现，有些人就想到一个招数：用计算机强大的算力，暴力求解 。

美国 Lynchburg College 的数学教授Thomas Nicely就是其中的一员 ，他的实验室恰巧装备了新的奔腾计算机 。

严谨的Nicely为了防止算错 ，用了两种算法做双保险 ，如果答案不同 ，香港云服务器肯定是某个地方出了问题。

Nicely满怀希望地开始了计算 ，可是结果让他失望：两种算法的结果真的不一样！

深入研究以后，Nicely发现 ：824 633 702 441和824 633  702 443这两个孪生质数，它们的倒数的小数点后的第10位被算错了！

Nicely换了一台老旧的486电脑来计算
，答案算对了 。建站模板 

他再用奔腾电脑来重新计算，错误重现 。

到底是自己的程序写错了？还是电脑的问题 ？

Nicely开始做排除法，排除自己代码的错误，Borland编译器的错误  ，芯片组的错误，花了整整4个月的时间，终于找到了Bug的起源地 ：奔腾CPU 。 

1994年10月24号，Nicely打电话给Intel的技术支持部门，告知他们这个问题 ，Intel说几天内就会有回复，但是从此杳无音信 。 

原因很简单，Intel早在1994年6月就知道了这个问题 ：浮点除法运算（FDIV）出错 。

奔腾CPU的FDIV引入了一种全新的 、快速的实现方法，使用了一个2048项的硬件查找表，但是由于意外，有5个值没有被正确地设置 ，他们本应该是2
，但是却设置成了0 。

这个Bug只有在高精度计算的时候才会被触发，普通用户很难碰到 ，Byte杂志估计 ，出错的概率是90亿分之一
。 

既然影响不大 ，Intel的选择是：隐瞒 
，悄悄修复
，不公布任何细节 。 

毕竟已经售出几百万片CPU了 ，大规模召回损失太大 。 

又不是不能用！

收不到回音的Nicely很不爽  ，10月30号
，他开始给一些IT著名人士和杂志发邮件 
，包括Byte杂志
，PC Week，InfoWorld，PC Magazine。

这件事情很快在网络上发酵，一大批牛人开始了问题定位的接力赛 ：

第一棒选手是上面提到的Nicely 。

第二棒则是挪威的Terje Mathis，他很快确认了Nicely的问题，并且写了一个简单的汇编测试程序，发到了comp.sys.intel新闻组中（没错 
，那时候别说社交网络了，就连BBS还不流行）

第三棒是德国的Andreas Kaiser  ，他找到了24个数字，它们的倒数在奔腾CPU只能得到单精度的结果。

第四棒是一位设计FPU(floating-point-unit)的专业人士，加州Vitesse半导体设计师Tim Coe
。 

他根据24个数字的线索 ，推测出奔腾CPU采用了基数为 4 的 SRT 算法，每个时钟周期可以生成两位的商 ，使得速度比原来快两倍 。

事实也确实如此，内部专业人士的确厉害。

到了第五棒，一个超级大牛出现了，MATLAB之父：Cleve Moler

​

Moler总结了之前的数据，找到了Bug的规律。

可见犯了错误以后 ，想捂是捂不住的，你越想捂 ，这世界上越有人要把你扒个底朝天。

但是到目前为止 ，Intel奔腾这个硬件Bug还主要在科技圈中转悠，破圈还需要等待一个重要时刻。

1994年11月24号，JPL（喷气推进实验室
 ，钱学森是重要创始人）有两名工程师得知了这个Bug，建议实验室停购奔腾电脑。

CNN的记者史蒂夫·杨听说了JPL的事情，嗅觉灵敏的他立刻联系Moler，进行采访 ，当天晚上JPL的新闻和Moler的采访就在电视台播放 
，纽约时报
、波士顿环球报等大肆报道 ，文章铺天盖地而来。

奔腾CPU这个本来很难出现的Bug一下子成为街头巷尾的热议话题 。

在媒体的重压之下，Intel终于承认了浮点计算的漏洞，但依然嘴硬 ，它声称并不严重，并且只给那些能证明自己受到影响的用户更换CPU 。

这种想蒙混过关的处理态度引发众怒，动摇了消费者对Intel CPU的信心 。

其他厂商也顺时而动，IBM暂停销售装有Intel CPU的个人电脑 ，导致Intel股票大幅下跌 。

1994年12月 ，撑不住的Intel终于宣布 ：召回所有有缺陷的处理器 。

这也是历史上第一次全面召回计算机芯片。 

Intel为此付出的代价是：4.75亿美元 ，名誉的损失更是难以估量。

故事到此并没有结束。

照理说硬件出了问题
，无法修改，只能替换。

但是不要忘了我们刚提到的那一群天才 ，MATLAB之父Cleve Moler ，Tim Coe，阿贡国家实验室的 Peter Tang 以及来英特尔的几位工程师，他们通力合作 ，在12月5号居然开发出了一个非常巧妙的软件修复办法。

细节这里就不赘述了 ，大概是：在特定情况下，将被除数和除数都乘以15/16，就可以进入安全状态。

这个修复办法被发到新闻组中 ，让所有人免费使用。

精明的Cleve Moler让公司发布了一个可以检测和纠正除法错误的MATLAB版本，并且立刻发了一个新闻稿《MathWorks修复了Intel奔腾浮点数Bug》。

就在奔腾的Bug闹得沸沸扬扬，全国皆知的时候 ，新闻稿出现在了美国各大媒体的传真机上
。

Cleve Moler成功地实施了一次完美营销
，这一年 ，他的公司MathWorks只是一家不到250人的小公司 ，随后便走上了快车道，成为这一领域的巨头 。

参考资料

https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3386331《A History of MATLAB》

https://buzzorange.com/techorange/2019/11/08/intel-pentium-bug/

https://faculty.lynchburg.edu/~nicely/pentbug/pentbug.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Pentium

https://en.wikipedia.org/wiki/Pentium_FDIV_bug

https://en.wikipedia.org/wiki/Intel#Intel_Inside

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