Es bleiben weniger als XNUMX Stunden, bis der Verkauf der neuen AMD EPYC™ Rome-Prozessoren beginnt. In diesem Artikel möchten wir uns daran erinnern, wie die Geschichte der Rivalität zwischen den beiden größten CPU-Herstellern begann.
Der weltweit erste kommerziell erhältliche 8-Bit-Prozessor war der Intel® i8008, der 1972 auf den Markt kam. Der Prozessor hatte eine Taktfrequenz von 200 kHz, wurde in einem 10-Mikron-(10000-nm)-Technologieverfahren hergestellt und war für „fortgeschrittene“ Taschenrechner, Eingabe-Ausgabe-Terminals und Abfüllmaschinen gedacht.
1974 wurde dieser Prozessor zur Grundlage für den Mark-8-Mikrocomputer, der als DIY-Projekt auf dem Cover der Zeitschrift Radio-Electronics abgebildet war. Der Autor des Projekts, Jonathan Titus, schenkte jedem eine Broschüre zum Preis von 5 US-Dollar mit Zeichnungen von Leiterplattenleitern und einer Beschreibung des Montageprozesses. Bald wurde ein ähnliches Projekt für den persönlichen Mikrocomputer Altair 8800 geboren, der von MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) entwickelt wurde.
Beginn der Rivalität
Zwei Jahre nach der Entwicklung des i2 brachte Intel seinen neuen Chip auf den Markt – den i8008, der auf der verbesserten i8080-Architektur basiert und mit einem 8008-Mikron-(6-nm)-Technologieverfahren hergestellt wird. Dieser Prozessor war etwa zehnmal schneller als sein Vorgänger (Taktfrequenz 6000 MHz) und erhielt ein weiterentwickeltes Befehlssystem.
Das Reverse Engineering des Intel® i8080-Prozessors durch die drei talentierten Ingenieure Sean und Kim Haley sowie Jay Kumar führte zur Schaffung eines modifizierten Klons namens AMD AM9080.
AMD Am9080 wurde zunächst ohne Lizenz veröffentlicht, später wurde jedoch eine Lizenzvereinbarung mit Intel geschlossen. Dies verschaffte beiden Unternehmen einen Vorteil auf den Chipmärkten, da die Käufer eine potenzielle Abhängigkeit von einem einzigen Lieferanten vermeiden wollten. Die allerersten Verkäufe waren äußerst profitabel, da die Produktionskosten 50 Cent betrugen und die Chips selbst aktiv vom Militär für 700 Dollar pro Stück gekauft wurden.
Danach beschloss Kim Haley, sich am Reverse Engineering des Intel® EPROM 1702-Speicherchips zu versuchen. Zu dieser Zeit handelte es sich um die fortschrittlichste persistente Speichertechnologie. Die Idee war nur teilweise erfolgreich – der erstellte Klon speicherte die Daten bei Raumtemperatur nur drei Wochen lang.
Nachdem er viele Chips zerbrochen hatte und auf der Grundlage seiner Kenntnisse der Chemie kam Kim zu dem Schluss, dass es ohne Kenntnis der genauen Wachstumstemperatur des Oxids unmöglich wäre, die von Intel angegebene Leistung (10 Jahre bei 85 Grad) zu erreichen. Er zeigte ein Händchen für Social Engineering, rief die Intel-Einrichtung an und fragte, bei welcher Temperatur ihre Öfen liefen. Überraschenderweise wurde ihm ohne zu zögern die genaue Zahl mitgeteilt – 830 Grad. Bingo! Natürlich konnten solche Tricks nur zu negativen Folgen führen.
Erster Versuch
Anfang 1981 bereitete Intel den Abschluss eines Prozessorfertigungsvertrags mit IBM, dem damals weltgrößten Computerhersteller, vor. Da Intel selbst noch nicht über ausreichende Produktionskapazitäten verfügte, um den Bedarf von IBM zu decken, musste ein Kompromiss geschlossen werden, um den Auftrag nicht zu verlieren. Bei diesem Kompromiss handelte es sich um eine Lizenzvereinbarung zwischen Intel und AMD, die es letzterem ermöglichte, mit der Produktion von Klonen der Intel® 8086, 80186 und 80286 zu beginnen.
Vier Jahre später wurde der neueste Intel® 4 mit einer Taktrate von 86 MHz und einer 80386-Mikrometer-Prozesstechnologie (33 nm) auf dem Markt für x1-Prozessoren eingeführt. AMD bereitete zu diesem Zeitpunkt auch einen ähnlichen Chip namens Am1000™ vor, die Veröffentlichung verzögerte sich jedoch auf unbestimmte Zeit, da Intel sich kategorisch weigerte, Technologiedaten im Rahmen der Lizenzvereinbarung bereitzustellen. Dies war der Grund, vor Gericht zu gehen.
Im Rahmen der Klage versuchte Intel zu argumentieren, dass die Bedingungen der Vereinbarung nur für frühere Generationen von Prozessoren galten, die vor dem 80386 veröffentlicht wurden. AMD wiederum bestand darauf, dass die Bedingungen der Vereinbarung es ihm nicht nur erlaubten, den 80386 zu reproduzieren, sondern auch auch zukünftige Modelle auf Basis der x86-Architektur.
Der Rechtsstreit zog sich über mehrere Jahre hin und endete mit einem Sieg für AMD (Intel zahlte AMD 1 Milliarde Dollar). Die vertrauensvolle Beziehung zwischen den Unternehmen endete und Am386™ wurde erst 1991 veröffentlicht. Allerdings war der Prozessor sehr gefragt, da er mit einer höheren Taktung als das Original lief (40 MHz gegenüber 33 MHz).
Entwicklung des Wettbewerbs
Der erste Prozessor der Welt, der auf einem hybriden CISC-RISC-Kern basierte und über einen mathematischen Coprozessor (FPU) direkt auf demselben Chip verfügte, war der Intel® 80486. Die FPU ermöglichte eine erhebliche Beschleunigung von Gleitkommaoperationen und entlastete den CPU. Eine weitere Neuerung war die Einführung eines Pipeline-Mechanismus zur Ausführung von Anweisungen, der ebenfalls die Produktivität steigerte. Die Größe eines Elements betrug 600 bis 1000 nm und der Kristall enthielt 0,9 bis 1,6 Millionen Transistoren.
AMD wiederum stellte ein voll funktionsfähiges Analogon namens Am486 vor, das den Intel® 80386-Mikrocode und den Intel® 80287-Coprozessor nutzte. Dieser Umstand wurde zum Grund für zahlreiche Klagen. Eine Gerichtsentscheidung aus dem Jahr 1992 bestätigte, dass AMD das Urheberrecht am Mikrocode FPU 80287 verletzt hatte, woraufhin das Unternehmen mit der Entwicklung eines eigenen Mikrocodes begann.
Nachfolgende Rechtsstreitigkeiten wechselten zwischen der Bestätigung und der Widerlegung der Rechte von AMD zur Nutzung von Intel®-Mikrocodes. Den letzten Punkt in dieser Angelegenheit stellte der Oberste Gerichtshof von Kalifornien, der das Recht von AMD zur Verwendung des Mikrocodes 80386 für illegal erklärte. Das Ergebnis war die Unterzeichnung einer Vereinbarung zwischen beiden Unternehmen, die es AMD weiterhin erlaubte, Prozessoren mit den Mikrocodes 80287 und 80386 herzustellen und zu verkaufen und 80486.
Andere Akteure auf dem x86-Markt, wie Cyrix, Texas Instruments und UMC, versuchten ebenfalls, den Erfolg von Intel zu wiederholen, indem sie funktionale Analoga des 80486-Chips herausbrachten. Auf die eine oder andere Weise scheiterten sie. UMC schied aus dem Rennen aus, nachdem ein Gerichtsbeschluss den Verkauf seiner Green CPU in den USA verboten hatte. Cyrix war nicht in der Lage, lukrative Verträge mit großen Monteuren abzuschließen und war außerdem in einen Rechtsstreit mit Intel über die Nutzung proprietärer Technologien verwickelt. Somit blieben nur Intel und AMD die x86-Marktführer.
Dynamik aufbauen
Um die Meisterschaft zu gewinnen, versuchten sowohl Intel als auch AMD, maximale Leistung und Geschwindigkeit zu erreichen. Damit war AMD weltweit der Erste, der mit der Veröffentlichung seines Athlon™ (1 Millionen Transistoren, 37 nm) auf dem Thunderbird-Kern die 130-GHz-Grenze überschritt. In dieser Phase des Rennens hatte Intel Probleme mit der Instabilität des Second-Level-Cache seines Pentium® III auf dem Coppermine-Kern, was zu einer Verzögerung bei der Veröffentlichung des Produkts führte.
Eine interessante Tatsache ist, dass der Name Athlon aus der altgriechischen Sprache stammt und mit „Wettkampf“ oder „Kampfplatz, Arena“ übersetzt werden kann.
Die gleichen erfolgreichen Meilensteine für AMD waren die Veröffentlichung des Dual-Core-Prozessors Athlon™ als eine Anordnung aus 2 Chips. Jeweils 90 Kerne. Gleichzeitig bringt Intel seine berühmten Core™ 2 Duo und Core™ 65 Quad auf den Markt, die mit einer 4-nm-Prozesstechnologie hergestellt werden.
Mit der Erhöhung der Taktfrequenzen und der Erhöhung der Anzahl der Kerne wurde die Frage nach der Beherrschung neuer technologischer Prozesse sowie der Erschließung anderer Märkte akut. AMDs größter Deal war der Kauf von ATI Technologies für 5,4 Milliarden US-Dollar. Damit stieg AMD in den Markt für Grafikbeschleuniger ein und wurde zum Hauptkonkurrenten von Nvidia. Intel wiederum erwarb einen der Geschäftsbereiche von Texas Instruments sowie das Unternehmen Altera für 16,7 Milliarden US-Dollar. Das Ergebnis war der Einstieg in den Markt für programmierbare Logikschaltungen und SoCs für die Unterhaltungselektronik.
Bemerkenswert ist, dass AMD seit 2009 die eigene Produktion aufgegeben hat und sich ausschließlich auf die Entwicklung konzentriert. Moderne AMD-Prozessoren werden in den Produktionsstätten von GlobalFoundries und TSMC hergestellt. Intel hingegen baut seine eigenen Produktionskapazitäten für die Herstellung von Halbleiterelementen weiter aus.
Seit 2018 entwickeln beide Unternehmen neben der direkten Konkurrenz auch gemeinsame Projekte. Ein markantes Beispiel war die Veröffentlichung von Intel® Core™-Prozessoren der 8. Generation mit integrierter AMD Radeon™ RX Vega M-Grafik, wodurch die Stärken beider Unternehmen gebündelt wurden. Diese Lösung reduziert die Größe von Laptops und Mini-Computern und erhöht gleichzeitig die Leistung und Akkulaufzeit.
Abschluss
Im Laufe der Geschichte beider Unternehmen kam es immer wieder zu Meinungsverschiedenheiten und gegenseitigen Ansprüchen. Der Kampf um die Führung dauerte ununterbrochen und dauert bis heute an. In diesem Jahr gab es ein großes Update der Reihe der skalierbaren Intel® Xeon® Prozessoren, über das wir bereits gesprochen haben , und jetzt ist es Zeit für AMD, die Bühne zu betreten.
Schon bald werden neue AMD EPYC™ Rome Prozessoren in unserem Labor erscheinen. zunächst über ihre Ankunft.
Source: habr.com