Der er under et døgn tilbage til salget af de nye AMD EPYC™ Rome-processorer. I denne artikel har vi besluttet at se tilbage på begyndelsen af konkurrencesagaen mellem de to største CPU-producenter.
Den første kommercielt tilgængelige 8-bit processor i verden var Intel® i8008, som blev udgivet i 1972. Processoren havde en clockfrekvens på 200 kHz og var fremstillet ved en 10 µm (10000 nm) teknologisk proces, beregnet til "avancerede" regnemaskiner, ind- og udgangsterminaler og flaskefyldemaskiner.
I 1974 blev denne processor grundlaget for mikromcomputeren Mark-8, præsenteret som et DIY-projekt på forsiden af tidsskriftet Radio-Electronics. Projektets forfatter, Jonathan Titus, tilbød interesserede et hæfte til 5 dollars, der indeholdt tegninger af printpladerne og beskrivelse af samleprocessen. Snart så et lignende projekt, personlige mikromcomputer Altair 8800, dagens lys, skabt af MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Starten på konkurrence
To år efter i8008's skabelse, udgav Intel sin nye chip – i8080, baseret på en forbedret arkitektur af i8008 og fremstillet ved en 6 µm (6000 nm) teknologisk proces. Denne processor var cirka 10 gange hurtigere end sin forgænger (clockfrekvens 2 MHz) og fik et mere avanceret kommando-system.
Reverse engineering af Intel® i8080, udført af tre talentfulde ingeniører – Sean og Kim Haley samt Jay Kumar, førte til skabelsen af en modificeret klon kaldet AMD AM9080.
Oprindeligt blev AMD AM9080 produceret uden licens, men senere blev der indgået en licensaftale med Intel. Dermed fik begge virksomheder en fordel på chipmarkedet, da kunderne forsøgte at undgå en potentiel afhængighed af en enkelt leverandør. De første salg var meget profitable, da produktionsomkostningerne lå på 50 cent, mens chippen blev aktivt købt af militæret til 700 dollars pr. stk.
Efter dette besluttede Kim Haley at prøve kræfter med reverse engineering af Intel® EPROM 1702 hukommelseschippen. På det tidspunkt var dette den mest avancerede teknologi inden for permanent hukommelse. Projektet lykkedes kun delvist – den skabte klon kunne kun gemme data i 3 uger ved stuetemperatur.
Efter at have brudt mange chips og baseret på sin viden om kemi, kom Kim frem til, at det ville være umuligt at nå de påstande, Intel havde (10 år ved 85 grader), uden at kende den nøjagtige væksttemperatur for oxid. Ved at udvise talent inden for social engineering ringede han til Intel’s produktionsafdeling og spurgte, ved hvilken temperatur deres ovne arbejdede. Overraskende nok oplyste de ham uden tøven det nøjagtige tal — 830 grader. Bingo! Det er klart, at sådanne tricks ikke kunne undgå at have negative konsekvenser.
Den første retssag
I begyndelsen af 1981 var Intel ved at forberede en kontrakt om at producere processorer til IBM, der dengang var den største producent af computere i verden. Intel selv havde ikke de nødvendige produktionskapaciteter til at dække IBM's behov, så for at undgå at miste kontrakten blev det nødvendigt at indgå et kompromis. Dette kompromis blev et licensaftale mellem Intel og AMD, hvilket gjorde det muligt for sidstnævnte at begynde produktion af kloner af Intel® 8086, 80186 og 80286.
Fire år senere blev den nyeste Intel® 80386 med en clockspeed på 33 MHz og udført i en proces på 1 μm (1000 nm) introduceret på markedet for x86-processorer. På dette tidspunkt var AMD også i gang med at forberede en tilsvarende chip kaldet Am386™, men udgivelsen blev forsinket på ubestemt tid på grund af Intels kategoriske nægtelse af at levere teknologidata i henhold til licensaftalen. Dette blev grundlaget for et retsligt skridt.
I retten forsøgte Intel at bevise, at betingelserne for aftalen kun gjaldt for processorer fra tidligere generationer, der var udgivet før 80386. AMD insisterede derimod på, at betingelserne i aftalen gav dem ret til ikke kun at reproducere 80386, men også fremtidige modeller baseret på x86-arkitekturen.
Rettsagen trak ud i flere år og endte med AMD's sejr (Intel betalte AMD 1 milliard dollars). Fortroligheden mellem selskaberne var forbi, og Am386™ blev først udgivet i 1991. Alligevel var processoren meget efterspurgt, da den fungerede ved en højere frekvens end originalen (40 MHz mod 33 MHz).
Udviklingen af konkurrence
Den første processor i verden, der er baseret på en hybrid CISC-RISC-kerne og har en matematisk co-processor (FPU) direkte på samme chip, var Intel® 80486. FPU'en gjorde det muligt at accelerere flydende punkt-operationer betydeligt, hvilket lettede CPU'en. En anden innovation var implementeringen af en pipelined instruktionsudførelse, hvilket også øgede ydeevnen. Størrelsen på et element var fra 600 til 1000 nm, og der var allerede fra 0,9 til 1,6 millioner transistorer på chippen.
AMD introducerede derimod en fuldt funktionel analog ved navn Am486, ved brug af Intel® 80386 mikrokode og Intel® 80287 co-processor. Dette førte til mange retssager. Retten i 1992 bekræftede, at AMD havde overtrådt ophavsretten vedrørende FPU 80287 mikrokoden, hvorefter virksomheden begyndte at udvikle sin egen mikrokode.
Yderligere retssager bekræftede og afkræftede AMD's rettigheder til at bruge Intel® mikrokoder. Den endelige afgørelse i disse sager blev truffet af højesteret i Californien, som erklærede, at AMD's brug af 80386 mikrokoden var ulovlig. Dette resulterede i en aftale mellem de to virksomheder, som dog gjorde det muligt for AMD at fremstille og sælge processorer, der indeholdt mikrokoderne 80287, 80386 og 80486.
Andre aktører på x86-markedet, såsom Cyrix, Texas Instruments og UMC, forsøgte også at efterligne Intels succes ved at udgive funktionelle svar på 80486-chippen. Det lykkedes dem imidlertid ikke. UMC trak sig ud af racen efter en retskendelse, der forbød salget af sin Green CPU i USA. Cyrix kunne ikke indgå fordelagtige kontrakter med store producenter og var desuden involveret i retssager med Intel vedrørende udnyttelsen af patenterede teknologier. Dermed forblev Intel og AMD de dominerende spillere på x86-markedet.
Accelererede fremskridt
For at opnå førerpositionen stræbte både Intel og AMD efter maksimal ydeevne og hastighed. Således var AMD den første i verden til at overstige 1 GHz-grænsen med sin Athlon™ (37 millioner transistorer, 130 nm) baseret på Thunderbird-kernen. På dette tidspunkt havde Intel problemer med ustabilitet i cache-lag 2 i sin Pentium® III på Coppermine-kerne, hvilket forsinkede produktlanceringen.
En interessant detalje er, at navnet Athlon stammer fra det oldgræske sprog og kan oversættes som "konkurrence" eller "kampplads, arena".
Lige så succesfulde skridt for AMD var lanceringen af den to-kerne Athlon™ X2 processor (90 nm) og, to år senere, Quad-Core Opteron™ (65 nm), hvor alle fire kerner er dyrket på én chip, i stedet for at være en samling af to chips med to kerner hver. På samme tid lancerede Intel deres berømte Core™ 2 Duo og Core™ 2 Quad, fremstillet ved hjælp af en 65 nm teknologi.
Sammen med stigningen i klokfrekvenser og antallet af kerner opstod der et presserende behov for at mestre nye teknologiske processer samt træde ind på nye markeder. Den største aftale for AMD var købet af ATI Technologies for 5,4 milliarder dollars. Dermed gik AMD ind på markedet for grafiske acceleratorer og blev den primære konkurrent til Nvidia. Intel på sin side købte en afdelings virksomheder fra Texas Instruments samt firmaet Altera for 16,7 milliarder dollars. Resultatet var et indtræden på markedet for programmerbare logiske kredsløb og SoC til forbrugerelektronik.
En bemærkelsesværdig kendsgerning er, at AMD siden 2009 har opgivet egen produktion og udelukkende fokuserer på udvikling. Moderne AMD-processorer produceres af virksomhederne GlobalFoundries og TSMC. Intel derimod fortsætter med at udvikle deres egen produktion af halvlederkomponenter.
Siden 2018 er der, ud over direkte konkurrence, også opstået fælles projekter mellem begge virksomheder. Et fremragende eksempel er lanceringen af Intel® Core™ 8. generation processorer med integreret grafik fra AMD Radeon™ RX Vega M, hvilket således kombinerer styrkerne fra begge virksomheder. Denne løsning vil reducere størrelsen på bærbare computere og mini-computere, samtidig med at den forbedrer ydeevnen og batterilevetiden.
Konklusion
I løbet af begge virksomheders historie har der været mange episoder med uenigheder og gensidige påstande. Kampen om førerpositionen har været kontinuerlig og fortsætter den dag i dag. I år har vi set en betydelig opdatering af Intel® Xeon® Scalable Processors serien, som vi allerede har beskrevet , og nu er det AMD's tur til at komme på scenen.
Snart vil de nye AMD EPYC™ Rome processorer være tilgængelige i vores laboratorium. om deres ankomst først.
Kilde: habr.com
