Zbývá méně než 24 hodin do zahájení prodeje nových procesorů AMD EPYC™ Rome. V tomto článku si připomeneme počátky soutěžení dvou největších výrobců CPU.
Prvním komerčně dostupným 8-bitovým procesorem na světě se stal Intel® i8008, uvedený na trh v roce 1972. Procesor měl taktovací frekvenci 200 kHz, byl vyrobený pomocí 10 μm (10000 nm) technologického procesu a byl určen pro "pokročilé" kalkulátory, terminály vstupu-výstupu a automaty na lahve.
V roce 1974 se tento procesor stal základem pro mikropočítač Mark-8, který byl prezentován jako DIY projekt na obálce časopisu Radio-Electronics. Autor projektu, Jonathán Titus, nabízel zájemcům brožuru za 5 dolarů, obsahující kresby vodičů tištěných desek a popis montážního procesu. Brzy se objevil podobný projekt osobního mikropočítače Altair 8800, který vytvořila společnost MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Začátek soutěžení
O dva roky po vzniku i8008 Intel vydala svůj nový čip — i8080, založený na vylepšené architektuře i8008 a vyrobený pomocí 6 μm (6000 nm) technologického procesu. Tento procesor byl přibližně 10krát rychlejší než jeho předchůdce (taktovací frekvence 2 MHz) a měl vyspělejší instrukční sadu.
Reverzní inženýrství procesoru Intel® i8080 provedené třemi talentovanými inženýry — Seanem a Kimem Haleyovými, a také Jayem Kumarem, vedlo k vytvoření modifikované kopie, která dostala název AMD AM9080.
Zpočátku byl AMD Am9080 vyráběn bez licence, později však bylo uzavřeno licenční smlouvy s Intelem. Obě společnosti tak získaly výhodu na trhu čipů, protože zákazníci se snažili předejít možné závislosti na jediném dodavateli. První prodeje byly nesmírně výhodné, protože výrobní náklady činily 50 centů a samotné čipy byly aktivně nakupovány armádou za 700 dolarů za kus.
Poté se Kim Haley rozhodl vyzkoušet své schopnosti v reverzním inženýrství paměťového čipu Intel® EPROM 1702. V té době to byla nejmodernější technologie trvalé paměti. Pokus byl úspěšný pouze částečně — vytvořená kopie uchovávala data pouze 3 týdny při pokojové teplotě.
Rozložením mnoha čipů a na základě svých znalostí chemie Kim dospěl k závěru, že bez znalosti přesné teploty růstu oxidu nebude možné dosáhnout deklarovaných hodnot společnosti Intel (10 let při 85 stupních). Projevením talentu v sociálním inženýrství zavolal do výroby Intel a zeptal se, při jaké teplotě pracují jejich pece. Úžasné, ale bez váhání mu sdělili přesné číslo — 830 stupňů. Bingo! Samozřejmě, takové triky nemohly mít jiný dopad než negativní.
První soudní proces
Na začátku roku 1981 Intel připravovala uzavření smlouvy na výrobu procesorů s IBM, tehdy největším výrobcem počítačů na světě. Samotná Intel ještě neměla dostatečné výrobní kapacity, aby pokryla potřeby IBM, a proto, aby neztratila kontrakt, musela se uchýlit k ústupkům. Tímto ústupkem byla licenční smlouva mezi Intel a AMD, která umožnila druhé jmenované zahájit výrobu klonů Intel® 8086, 80186 a 80286.
O čtyři roky později byl na trhu procesorů s architekturou x86 uveden nejnovější Intel® 80386 s taktovací frekvencí 33 MHz a vyrobený pomocí technologie 1 μm (1000 nm). AMD v té době také připravovala podobný čip s názvem Am386™, avšak jeho vydání bylo odloženo na neurčito kvůli kategorickému odmítnutí Intelu poskytnout technologická data v rámci licenční dohody. To se stalo důvodem pro podání žaloby.
V rámci soudního řízení se Intel snažila dokázat, že podmínky dohody se vztahují pouze na procesory předchozích generací, které byly vydány před modelem 80386. AMD naopak trvala na tom, že podmínky dohody jí umožňují nejen reprodukovat 80386, ale také budoucí modely založené na architektuře x86.
Soudní spory trvaly několik let a skončily vítězstvím AMD (Intel vyplatila AMD 1 miliardu dolarů). Důvěrné vztahy mezi společnostmi se tímto rozpadly a Am386™ byl uveden na trh až v roce 1991. Přesto byl procesor velmi žádaný, protože pracoval na vyšší frekvenci než originál (40 MHz oproti 33 MHz).
Rozvoj konkurence
Prvním procesorem na světě, který byl založen na hybridním CISC-RISC jádře a měl matematický koprocesor (FPU) přímo na stejném čipu, byl Intel® 80486. FPU umožnil výrazně zrychlit operace s pohyblivou desetinnou čárkou, čímž se uvolnila zátěž z CPU. Další inovací bylo zavedení konveierového mechanismu vykonávání instrukcí, což také zvyšovalo výkon. Velikost jednoho prvku byla od 600 do 1000 nm a na čipu bylo umístěno již od 0,9 do 1,6 miliónu tranzistorů.
AMD na oplátku představila plně funkční analog nazvaný Am486 použitím mikrokódu Intel® 80386 a koprocesoru Intel® 80287. Tento fakt vedl k mnoha soudním sporům. Soudní rozhodnutí z roku 1992 potvrdilo, že AMD porušila autorská práva na mikrokód FPU 80287, po čemž se společnost pustila do vývoje vlastního mikrokódu.
Další soudní procesy potvrzovaly a popíraly práva AMD na používání mikrokódů Intel®. Konečnou tečku v těchto otázkách učinil nejvyšší soud státu Kalifornie, který uznal nelegálnost práva společnosti AMD používat mikrokód 80386. Výsledkem bylo podepsání dohody mezi oběma společnostmi, která přece jen umožnila AMD vyrábět a prodávat procesory obsahující mikrokódy 80287, 80386 a 80486.
Ostatní hráči na trhu x86, jako Cyrix, Texas Instruments a UMC, se také snažili zopakovat úspěch Intelu vydáváním funkčních analogů čipu 80486. V žádném případě se jim to však nepodařilo. UMC vypadla z hry po soudním zákazu prodeje svého Green CPU na území USA. Cyrixu se nepodařilo uzavřít výhodné smlouvy s velkými sestavovateli a také se vedly soudní spory s Intelem ohledně využívání patentovaných technologií. Tímto způsobem zůstali lídry trhu x86 pouze Intel a AMD.
Zvyšování tempa
Snažící se získat prvenství, jak Intel, tak AMD usilovali o dosažení maximálního výkonu a rychlosti. Tak AMD jako první na světě překonala hranici 1 GHz, když uvedla svůj Athlon™ (37 mil. tranzistorů, 130 nm) na jádru Thunderbird. V této fázi „závodu“ měl Intel problémy s nestabilitou druhé úrovně vyrovnávací paměti u svého Pentium® III na jádru Coppermine, což vedlo k prodlení v uvedení produktu.
Zajímavý fakt – název Athlon pochází z ancient řečtiny a může být přeložen jako „soutěž“ nebo „bitevní místo, aréna“.
Stejně úspěšnými milníky pro AMD byl uvedení dvoujádrového procesoru Athlon™ X2 (90 nm) a po dvou letech Quad-Core Opteron™ (65 nm), kde všech 4 jádra byla vyrobena na jednom křemíku, a ne představují sestavu z 2 křemíků po 2 jádrech. Zatímco Intel uvádí na trh své slavné Core™ 2 Duo a Core™ 2 Quad, které jsou vyrobeny 65 nm technologickým procesem.
S rostoucími taktovacími frekvencemi a zvyšujícím se počtem jader se stal naléhavým problémem rozvoj nových technologických procesů a vstup na další trhy. Největší obchod společnosti AMD se stal akvizicí ATI Technologies za 5,4 miliardy dolarů. Tímto způsobem AMD vstoupila na trh grafických akcelerátorů a stala se hlavním konkurentem Nvidie. Intel naopak zakoupila jedno ze svých dceřiných společností Texas Instruments a také společnost Altera za 16,7 miliardy dolarů. Výsledkem byl vstup na trh programovatelných logických polovodičových obvodů a SoC pro spotřební elektroniku.
Pozoruhodným faktem je, že od roku 2009 AMD opustila vlastní výrobu a soustředila se výhradně na vývoj. Moderní procesory AMD jsou vyráběny ve výrobních kapacitách společností GlobalFoundries a TSMC. Intel naopak pokračuje v rozvoji vlastních výrobních kapacit pro výrobu polovodičových prvků.
Od roku 2018, kromě přímé konkurence, obě společnosti zahájily také společné projekty. Výrazným příkladem byl uvedení procesorů Intel® Core™ 8. generace s integrovanou grafikou AMD Radeon™ RX Vega M, tímto způsobem spojily silné stránky obou společností. Toto řešení umožní snížit velikost notebooků a mini-počítačů, zatímco zvýší výkon a výdrž baterie.
Závěr
Za celou historii obou společností došlo k mnoha epizodám neshod a vzájemných obvinění. Boj o prvenství probíhá nepřetržitě a pokračuje dodnes. V tomto roce jsme svědky výrazného aktualizace řady procesorů Intel® Xeon® Scalable Processors, o čemž jsme již psali , a nyní nastal čas, aby AMD přišla na scénu.
Ji již brzy nové procesory AMD EPYC™ Rome dorazí do naší laboratoře. o jejich příchodu jako první.
Zdroj: habr.com
