Il reste moins de 24 heures avant le début des ventes des nouveaux processeurs AMD EPYC™ Rome. Dans cet article, nous avons décidé de revenir sur les débuts de la rivalité entre les deux plus grands fabricants de CPU.
Le premier processeur 8 bits commercialement disponible au monde était l'Intel® i8008, lancé en 1972. Ce processeur avait une fréquence d'horloge de 200 kHz, était fabriqué selon un procédé technologique de 10 μm (10000 nm) et était destiné à des « calculatrices avancées », des terminaux d'entrée-sortie et des machines de remplissage de bouteilles.
En 1974, ce processeur est devenu la base du micro-ordinateur Mark-8, présenté sous la forme d'un projet DIY sur la couverture du magazine Radio-Electronics. L'auteur du projet, Jonathan Titus, proposait aux intéressés une brochure au coût de 5 dollars, contenant des schémas de circuits imprimés et une description du processus d'assemblage. Peu de temps après, un projet similaire de micro-ordinateur personnel, l'Altair 8800, a été créé par la société MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Le début de la rivalité
Deux ans après la création de l'i8008, Intel a lancé son nouveau processeur — l'i8080, basé sur une architecture améliorée de l'i8008 et fabriqué selon un procédé technologique de 6 μm (6000 nm). Ce processeur était environ 10 fois plus rapide que son prédécesseur (fréquence d'horloge de 2 MHz) et a reçu un jeu d'instructions plus développé.
Le reverse engineering du processeur Intel® i8080, effectué par trois ingénieurs talentueux — Sean et Kim Hayley, ainsi que Jay Kumar, a conduit à la création d'un clone modifié, nommé AMD AM9080.
Au début, l'AMD Am9080 était fabriqué sans licence, mais par la suite, un accord de licence a été signé avec Intel. Ainsi, les deux entreprises ont bénéficié d'un avantage sur les marchés des puces, car les acheteurs essayaient d'éviter la dépendance à un unique fournisseur. Les premières ventes ont été extrêmement lucratives, puisque le coût de production était de 50 cents, tandis que les puces étaient activement achetées par les militaires à 700 dollars l'unité.
Après cela, Kim Hayley a décidé d'essayer ses compétences en reverse engineering de la puce mémoire Intel® EPROM 1702. À l'époque, c'était la technologie de mémoire non volatile la plus avancée. L'initiative n'a réussi que partiellement — le clone créé ne conservait les données que pendant 3 semaines à température ambiante.
Après avoir cassé de nombreux chips et s'appuyant sur ses connaissances en chimie, Kim a conclu que sans connaître la température exacte de croissance de l'oxyde, il serait impossible d'atteindre les performances annoncées par Intel (10 ans à 85 degrés). Faisant preuve de talent en ingénierie sociale, il a appelé la production d'Intel et a demandé à quelle température fonctionnaient leurs fours. Étonnamment, ils lui ont sans hésitation donné le chiffre exact — 830 degrés. Bingo ! Bien sûr, de telles manigances ne pouvaient que conduire à des conséquences négatives.
Le premier procès
Au début de 1981, Intel se préparait à conclure un contrat de fabrication de processeurs avec IBM, le plus grand fabricant d'ordinateurs au monde à l'époque. Intel elle-même ne disposait pas encore de capacités de production suffisantes pour satisfaire les besoins d'IBM, il a donc fallu trouver un compromis pour ne pas perdre le contrat. Ce compromis a pris la forme d'un accord de licence entre Intel et AMD, permettant à ce dernier de commencer à produire des clones des Intel® 8086, 80186 et 80286.
Quatre ans plus tard, le tout nouveau processeur Intel® 80386, fonctionnant à une fréquence de 33 MHz et fabriqué selon un processus technologique de 1 µm (1000 nm), a été lancé sur le marché des processeurs avec architecture x86. Pendant ce temps, AMD préparait également une puce similaire appelée Am386™, mais sa sortie a été retardée indéfiniment en raison du refus catégorique d'Intel de fournir des informations sur la technologie dans le cadre de l'accord de licence. Cela a été la raison de l'engagement dans le processus judiciaire.
Dans le cadre du procès, Intel tentait de prouver que les conditions de l'accord ne s'appliquaient qu'aux processeurs des générations précédentes, fabriqués avant le 80386. AMD, de son côté, affirmait que les conditions de l'accord lui permettaient non seulement de reproduire le 80386, mais aussi de produire des modèles futurs basés sur l'architecture x86.
Les procédures judiciaires se sont étendues sur plusieurs années et se sont soldées par une victoire pour AMD (Intel a versé 1 milliard de dollars à AMD). La relation de confiance entre les entreprises a pris fin, et l'Am386™ n'est sorti qu'en 1991. Pourtant, le processeur était très demandé car il fonctionnait à une fréquence plus élevée que l'original (40 MHz contre 33 MHz).
Le développement de la concurrence
Le premier processeur au monde basé sur un cœur hybride CISC-RISC et intégrant un coprocesseur mathématique (FPU) directement sur la même puce était l'Intel® 80486. Le FPU a permis d'accélérer considérablement les opérations à virgule flottante, déchargeant le CPU. Une autre innovation a été l'implémentation d'un mécanisme de pipeline pour l'exécution des instructions, ce qui a également accru les performances. La taille d'un élément variait de 600 à 1000 nm, tandis que la puce contenait déjà entre 0,9 et 1,6 million de transistors.
AMD a, de son côté, présenté un analogue fonctionnel complet nommé Am486, utilisant le microcode de l'Intel® 80386 et le coprocesseur Intel® 80287. Cela a donné lieu à de nombreux litiges juridiques. La décision juridique de 1992 a confirmé qu'AMD avait violé les droits d'auteur concernant le microcode FPU 80287, après quoi l'entreprise a commencé à développer son propre microcode.
Les poursuites judiciaires suivantes ont tour à tour confirmé et infirmé les droits d'AMD à utiliser des microcodes d'Intel®. La Cour suprême de Californie a mis un point final à ces questions en déclarant illégal le droit de l'entreprise AMD d'utiliser le microcode 80386. En conséquence, un accord a été signé entre les deux sociétés, ce qui a permis à AMD de produire et de vendre des processeurs contenant les microcodes 80287, 80386 et 80486.
D'autres acteurs sur le marché x86, tels que Cyrix, Texas Instruments et UMC, ont également tenté de reproduire le succès d'Intel en lançant des analogues fonctionnels de la puce 80486. D'une manière ou d'une autre, ils n'ont pas réussi. UMC a été contrainte de se retirer après une interdiction judiciaire de vendre son Green CPU sur le territoire des États-Unis. Cyrix n'a pas réussi à conclure de contrats avantageux avec de grands assembleurs, et des litiges étaient en cours avec Intel concernant l'exploitation de technologies brevetées. Ainsi, les seuls leaders du marché x86 restaient Intel et AMD.
Accélération des progrès
Cherchant à décrocher la première place, Intel et AMD ont tâché d'atteindre des performances et une vitesse maximales. AMD a ainsi été la première au monde à franchir la barre du gigahertz, lançant son Athlon™ (37 millions de transistors, 130 nm) sur le cœur Thunderbird. À ce stade de la « course », Intel rencontrait des problèmes d'instabilité du cache de niveau deux avec son Pentium® III sur le cœur Coppermine, ce qui a entraîné un retard dans le lancement du produit.
Un fait intéressant : le nom Athlon vient de la langue grecque ancienne et peut être traduit par « compétition » ou « lieu de combat, arène ».
Des jalons tout aussi réussis ont été pour AMD le lancement du processeur bi-core Athlon™ X2 (90 nm), suivi deux ans plus tard par le Quad-Core Opteron™ (65 nm), où les 4 cœurs sont intégrés sur une seule puce, plutôt que constitués de 2 puces de 2 cœurs chacune. Pendant ce temps, Intel a lancé ses célèbres Core™ 2 Duo et Core™ 2 Quad, fabriqués selon un processus technologique de 65 nm.
Avec l'augmentation des fréquences d'horloge et du nombre de cœurs, la question de l'adoption de nouveaux procédés technologiques, ainsi que de l'entrée sur d'autres marchés, est devenue pressante. La plus grande transaction de la société AMD a été l'acquisition d'ATI Technologies pour 5,4 milliards de dollars. Ainsi, AMD a pénétré le marché des accélérateurs graphiques et est devenue le principal concurrent de Nvidia. Intel, pour sa part, a acquis l'une des divisions de Texas Instruments, ainsi que la société Altera pour 16,7 milliards de dollars. Cela a conduit à son entrée sur le marché des circuits intégrés logiques programmables et des SoC pour l'électronique grand public.
Un fait remarquable est qu'à partir de 2009, AMD a abandonné sa propre production pour se concentrer uniquement sur le développement. Les processeurs modernes d'AMD sont fabriqués dans les usines de GlobalFoundries et TSMC. Intel, en revanche, continue de développer ses propres capacités de production d'éléments semi-conducteurs.
Depuis 2018, en plus de la concurrence directe, les deux entreprises ont lancé des projets communs. Un exemple marquant est le lancement des processeurs Intel® Core™ de 8ème génération avec graphics intégrées AMD Radeon™ RX Vega M, combinant ainsi les forces des deux entreprises. Cette solution permettra de réduire la taille des ordinateurs portables et des mini-ordinateurs, tout en augmentant la performance et l'autonomie.
Conclusion
Tout au long de l'histoire des deux entreprises, il y a eu de nombreux épisodes de désaccords et de revendications mutuelles. La lutte pour le leadership a été continue et se poursuit à ce jour. Cette année, nous avons vu une mise à jour significative de la gamme des processeurs Intel® Xeon® Scalable, comme nous en avons déjà parlé , et maintenant, il est temps pour AMD de monter sur scène.
Bientôt, les nouveaux processeurs AMD EPYC™ Rome seront présents dans notre laboratoire. les premiers à en bénéficier.
Source : habr.com
