Остава по-малко от ден до началото на продажбите на новите процесори AMD EPYC™ Rome. В тази статия решихме да припомним как започна историята на съперничеството между двамата най-големи производители на CPU.
Първият 8-битов търговски достъпен процесор в света е Intel® i8008, пуснат през 1972 година. Процесорът имаше тактова честота от 200 кГц, беше изработен по 10 мкм (10000 нм) технологичен процес и беше предназначен за 'напреднали' калкулатори, терминали за вход-изход и машини за бутилиране.
През 1974 година този процесор стана основа за микрокомпютъра Mark-8, представен като DIY проект на корицата на списание Radio-Electronics. Авторът на проекта, Джонатан Титус, предлагаше на желаещите брошура на цена от 5 долара, съдържаща схеми на печатните платки и описание на процеса на сглобяване. Съвсем скоро се появи подобен проект на личен микрокомпютър Altair 8800, създаден от компанията MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Начало на съперничеството
Две години след създаването на i8008, Intel представи своя нов чип — i8080, основан на усъвършенстваната архитектура на i8008 и изработен по 6 мкм (6000 нм) технологичен процес. Този процесор беше приблизително 10 пъти по-бърз от предшественика си (тактовата честота 2 МГц) и имаше по-развита система от команди.
Реверс инжиниринг на процесора Intel® i8080, извършен от трима талантливи инженери — Шон и Ким Хейли, както и Джей Кумар, доведе до създаването на модифициран клон, получил наименованието AMD AM9080.
Първоначално AMD AM9080 беше произвеждан без лиценз, но по-късно беше подписано лицензионно споразумение с Intel. По този начин двете компании получиха предимство на пазарите на чипове, тъй като купувачите се стараеха да избегнат възможната зависимост от един единствен доставчик. Първоначалните продажби бяха изключително печеливши, тъй като разходите за производство бяха 50 цента, а самите чипове активно се купуваха от военните на цена от 700 долара за брой.
След това Ким Хейли реши да опита късмета си в реверс инжиниринга на паметовия чип Intel® EPROM 1702. В онзи момент това беше най-прогресивната технология за постоянна памет. Опитът беше успешен само частично — създаденият клон запазваше данни само 3 седмици при стайна температура.
Счупвайки множество чипове и основавайки се на познанията си по химия, Ким направи извода, че без точната температура на растежа на оксида, е невъзможно да се постигнат обявените показатели на Intel (10 години при 85 градуса). Проявявайки талант в социалното инженерство, той се обади на производството на Intel и попита при каква температура работят техните пещи. Удивително, но му съобщиха точната цифра — 830 градуса, без колебание. Бинго! Разбира се, подобни трикове не можеха да не доведат до негативни последици.
Първи съдебен процес
В началото на 1981 г. Intel се готвеха да сключат договор за производство на процесори с IBM, най-големият производител на компютри в света по онова време. Сама Intel все още нямаше достатъчни производствени мощности, за да задоволи нуждите на IBM, затова, за да не загубят договора, трябваше да отстъпят. Тази отстъпка беше лицензионно споразумение между Intel и AMD, което позволи на последната да започне производството на клонове на Intel® 8086, 80186 и 80286.
След 4 години на пазара на процесори с архитектура x86 беше представен новият Intel® 80386 с тактова честота 33 MHz и изработен по 1 мкм (1000 нм) технологичен процес. AMD в това време също подготвяха аналогичен чип, наречен Am386™, но пускането му беше отложено за неопределено време поради категоричния отказ на Intel да предостави данни за технологията в рамките на лицензионното споразумение. Това стана повод за съдебен иск.
В рамките на съдебния процес Intel се опитваше да докаже, че условията на споразумението важат само за процесори от предишни поколения, произведени преди 80386. AMD от своя страна настояваше, че условията на споразумението ѝ позволяват не само да възпроизвежда 80386, но и бъдещи модели, базирани на архитектура x86.
Съдебните спорове се проточиха в продължение на няколко години и завършиха с победа за AMD (Intel изплати на AMD 1 милиард долара). Доверителните отношения между компаниите приключиха, а Am386™ излезе на пазара едва през 1991 г. Въпреки това процесорът беше много търсен, тъй като работеше на по-висока честота от оригинала (40 MHz спрямо 33 MHz).
Развитие на конкуренцията
Първият процесор в света, основан на хибридно CISC-RISC ядро и притежаващ математически сопроцесор (FPU) на същия кристал, стана Intel® 80486. FPU позволи значително ускоряване на операции с плаваща запетая, освобождавайки CPU от натоварване. Друго нововъведение беше внедряването на конвейънс механизъм за изпълнение на инструкции, което също увеличаваше производителността. Размерът на един елемент беше от 600 до 1000 нм, а на кристала се помещаваха вече от 0,9 до 1,6 милиона транзистора.
AMD от своя страна представи пълен функционален аналог, наречен Am486, използвайки микрокод на Intel® 80386 и сопроцесор на Intel® 80287. Това обстоятелство доведе до множество съдебни спорове. Съдебното решение от 1992 година потвърди, че AMD е нарушила авторските права относно микрокода на FPU 80287, след което компанията започна разработването на свой собствен микрокод.
По-нататъшните съдебни процеси потвърдиха и опровергаха правата на AMD да използва микрокодовете на Intel®. Окончателната дума по тези въпроси даде Върховният съд на щата Калифорния, който призна за незаконно правото на компания AMD да използва микрокода на 80386. Резултатът беше подписването на споразумение между двете компании, което все пак позволи на AMD да произвежда и продава процесори, съдържащи микрокодовете на 80287, 80386 и 80486.
Други играчи на пазара x86, като Cyrix, Texas Instruments и UMC, също се опитваха да повторят успеха на Intel, като пускаха функционални аналози на чипа 80486. По един или друг начин, това не им се удаде. UMC се оттегли от надпреварата след съдебна забрана за продажба на своя Green CPU на територията на САЩ. Cyrix не успя да сключи изгодни договори с големи сглобители, а също така водеше съдебни спорове с Intel относно експлоатацията на патентовани технологии. По този начин, лидерите на пазара x86 останаха само Intel и AMD.
Увеличаване на темпото
Стремейки се да завоюват първенството, и Intel, и AMD се стараеха да достигнат максимална производителност и скорост. Така AMD първа в света преодоля границата от 1 GHz, пускайки своя Athlon™ (37 милиона транзистора, 130 nm) на ядрото Thunderbird. На този етап в "надпреварата" Intel имаше проблеми с нестабилността на кеша от второ ниво при своя Pentium® III на ядрото Coppermine, което също доведе до забавяне на пускането на продукта.
Интересен фактът, че името Athlon произлиза от древногръцкия език и може да се преведе като "състезание" или "място за бой, арена".
Успешни етапи за AMD станаха също пускането на двуядрения процесор Athlon™ X2 (90 нм) и две години по-късно на Quad-Core Opteron™ (65 нм), при който всичките 4 ядра се произвеждат на един кристал, а не са сглобени от 2 кристала с по 2 ядра всеки. В същото време Intel пуска своите известни Core™ 2 Duo и Core™ 2 Quad, изработени по 65 нм технологичен процес.
С увеличаването на тактовите честоти и броя на ядрата, остро се поставя въпросът за осваиването на нови технологични процеси и навлизането на нови пазари. Най-значителната сделка на корпорация AMD беше покупката на ATI Technologies за 5,4 милиарда долара. По този начин AMD влезе на пазара на графични ускорители и стана основен конкурент на Nvidia. Intel от своя страна придоби едно от подразделенията на Texas Instruments, а също и компанията Altera за 16,7 милиарда долара. Резултатът беше навлизането на пазара на програмирани логически интегрални схеми и SoC за потребителска електроника.
Забележително е, че от 2009 година AMD се отказа от собственото си производство, съсредоточавайки се изцяло върху разработката. Съвременните процесори на AMD се произвеждат в производствени мощности на компаниите GlobalFoundries и TSMC. Intel, от друга страна, продължава да развива собствените си производствени мощности за производство на полупроводникови елементи.
От 2018 година, освен пряката конкуренция, двете компании започнаха и съвместни проекти. Ясен пример за това е пускането на процесорите Intel® Core™ 8-мо поколение с интегрирана графика AMD Radeon™ RX Vega M, комбинирайки по този начин силните страни на двете компании. Такова решение ще намали размерите на лаптопите и мини-компютрите, като в същото време увеличи производителността и времето за автономна работа.
Заключение
През историята на двете компании имаше множество епизоди на разногласия и взаимни претенции. Борбата за лидерство продължава и до днешен ден. Тази година видяхме съществена актуализация на серията Intel® Xeon® Scalable Processors, за което вече разказахме , и ето дойде реда на AMD да излезе на сцената.
Съвсем скоро новите процесори AMD EPYC™ Rome ще се появят в нашата лаборатория. за тяхното постъпване първи.
Източник: habr.com
