Mancano meno di ventiquattro ore all'inizio delle vendite dei nuovi processori AMD EPYC™ Rome. In questo articolo abbiamo deciso di ripercorrere la storia della competizione tra i due maggiori produttori di CPU.
Il primo processore commerciale a 8 bit al mondo fu l'Intel® i8008, rilasciato nel 1972. Il processore aveva una frequenza di clock di 200 kHz, era realizzato con un processo tecnologico di 10 μm (10000 nm) e era destinato a calcolatrici 'avanzate', terminali di input/output e distributori automatici di bevande.
Nel 1974 questo processore divenne la base per il microcomputer Mark-8, presentato come progetto DIY in copertina della rivista Radio-Electronics. L'autore del progetto, Jonathan Titus, offriva a chi fosse interessato un opuscolo al costo di 5 dollari, contenente schemi dei circuiti stampati e una descrizione del processo di assemblaggio. In breve tempo, venne alla luce un progetto simile di personal computer chiamato Altair 8800, realizzato dalla MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Inizio della competizione
Due anni dopo la creazione dell'i8008, Intel rilasciò il suo nuovo chip: l'i8080, basato su un'architettura avanzata dell'i8008 e realizzato con un processo tecnologico di 6 μm (6000 nm). Questo processore era circa 10 volte più veloce del suo predecessore (frequenza di clock di 2 MHz) e disponeva di un sistema di istruzioni più sviluppato.
Il reverse engineering del processore Intel® i8080, realizzato da tre ingegneri di talento — Sean e Kim Hailey, insieme a Jay Kumar, portò alla creazione di un clone modificato chiamato AMD AM9080.
Inizialmente, l'AMD Am9080 venne prodotto senza licenza, ma successivamente fu stipulato un accordo di licenza con Intel. In questo modo, entrambe le aziende poterono guadagnare vantaggi nel mercato dei chip, poiché i clienti cercavano di evitare la dipendenza da un unico fornitore. Le prime vendite furono estremamente redditizie, poiché il costo di produzione era di 50 centesimi, mentre i chip venivano acquistati attivamente dai militari a 700 dollari l'uno.
Dopo, Kim Hailey decise di provare le sue capacità nel reverse engineering del chip di memoria Intel® EPROM 1702. A quel tempo, questa era la tecnologia di memoria permanente più avanzata. L'iniziativa ebbe successo solo in parte: il clone realizzato conservava i dati solo per 3 settimane a temperatura ambiente.
Rompendo molti chip e basandosi sulle sue conoscenze chimiche, Kim concluse che senza conoscere la temperatura esatta di crescita dell'ossido sarebbe stato impossibile raggiungere le prestazioni dichiarate da Intel (10 anni a 85 gradi). Mostrando un talento per l'ingegneria sociale, chiamò la produzione Intel e chiese a quale temperatura funzionassero i loro forni. È sorprendente, ma gli venne comunicato senza esitazione il numero esatto: 830 gradi. Bingo! Naturalmente, tali trucchi non potevano non avere conseguenze negative.
Primo processo legale
All'inizio del 1981, Intel si apprestava a firmare un contratto per la produzione di processori con IBM, il più grande produttore di computer al mondo in quel momento. Intel non disponeva ancora di capacità produttive sufficienti per soddisfare le esigenze di IBM, quindi, per non perdere il contratto, dovette scendere a compromessi. Questo compromesso consistette in un accordo di licenza tra Intel e AMD, che permise a quest'ultima di iniziare a produrre cloni degli Intel® 8086, 80186 e 80286.
Quattro anni dopo, il mercato dei processori con architettura x86 vide l'arrivo del nuovissimo Intel® 80386 con frequenza di clock di 33 MHz e prodotto con un processo tecnologico di 1 micron (1000 nm). Nel frattempo, AMD stava preparando un chip simile chiamato Am386™, ma il rilascio fu rinviato a tempo indeterminato a causa del categorico rifiuto di Intel di fornire dati sulla tecnologia nell'ambito dell'accordo di licenza. Questo fu il motivo per cui si ricorse al tribunale.
Nel corso del processo, Intel cercò di dimostrare che i termini dell'accordo si applicavano solo ai processori delle generazioni precedenti, rilasciati prima dell'80386. AMD, a sua volta, sostenne che i termini dell'accordo le consentivano non solo di riprodurre l'80386, ma anche i futuri modelli basati sull'architettura x86.
Le controversie legali si prolungarono per diversi anni e si conclusero con la vittoria di AMD (Intel pagò ad AMD 1 miliardo di dollari). Le relazioni di fiducia tra le aziende giunsero al termine, e l'Am386™ fu lanciato solo nel 1991. Tuttavia, il processore era molto richiesto, poiché operava a una frequenza superiore rispetto all'originale (40 MHz contro 33 MHz).
Sviluppo della concorrenza
Il primo processore al mondo basato su un core ibrido CISC-RISC e dotato di un coprocessore matematico (FPU) direttamente sullo stesso chip è stato l'Intel® 80486. L'FPU ha consentito di accelerare notevolmente le operazioni con i numeri in virgola mobile, alleggerendo il carico dalla CPU. Un'altra innovazione è stata l'introduzione di un meccanismo di esecuzione delle istruzioni a pipeline, che ha ulteriormente aumentato le prestazioni. La dimensione di un singolo elemento variava da 600 a 1000 nm, e sul chip erano già presenti da 0,9 a 1,6 milioni di transistor.
AMD, da parte sua, ha presentato un analogico completo chiamato Am486 utilizzando microcodice dell'Intel® 80386 e coprocessore Intel® 80287. Questo fatto ha portato a numerosi contenziosi legali. La sentenza del 1992 ha confermato che AMD aveva violato i diritti d'autore riguardo al microcodice FPU 80287, dopo di che l'azienda ha iniziato a sviluppare il proprio microcodice.
I successivi processi legali hanno confermato e smentito i diritti di AMD sull'utilizzo dei microcodici Intel®. La Corte Suprema dello stato della California ha messo un punto finale su queste questioni, dichiarando illegale il diritto di AMD di utilizzare il microcodice 80386. Il risultato è stato la firma di un accordo tra le due aziende, che ha comunque consentito ad AMD di produrre e vendere processori contenenti microcodici 80287, 80386 e 80486.
Gli altri attori del mercato x86, come Cyrix, Texas Instruments e UMC, miravano anch'essi a ripetere il successo di Intel, rilasciando analoghi funzionali del chip 80486. In ogni caso, non ci sono riusciti. UMC è uscita dalla corsa dopo un divieto legale di vendita del proprio Green CPU negli Stati Uniti. Cyrix non è riuscita a concludere contratti vantaggiosi con grandi assemblatori e ha subito cause legali con Intel riguardo all'utilizzo di tecnologie brevettate. Pertanto, i leader del mercato x86 sono rimasti solo Intel e AMD.
Aumento dei ritmi
Cercando di conquistare il primato, sia Intel che AMD cercavano di raggiungere la massima prestazione e velocità. Così AMD è stata la prima al mondo a superare la soglia di 1 GHz, lanciando il suo Athlon™ (37 milioni di transistor, 130 nm) basato sul core Thunderbird. A questo punto della "corsa", Intel ha avuto problemi di instabilità della cache di secondo livello con il suo Pentium® III basato sul core Coppermine, il che ha causato un ritardo nel rilascio del prodotto.
Un fatto interessante è che il nome Athlon proviene dalla lingua greca antica e può essere tradotto come "competizione" o "luogo di battaglia, arena".
Fasi altrettanto riuscite per AMD sono state il lancio del processore dual-core Athlon™ X2 (90 nm), seguito dopo 2 anni dal Quad-Core Opteron™ (65 nm), in cui tutti e 4 i core sono stati sviluppati su un unico chip, anziché essere un'assemblaggio di 2 chip con 2 core ciascuno. Nel frattempo, Intel ha lanciato i suoi famosi Core™ 2 Duo e Core™ 2 Quad, realizzati con un processo tecnologico a 65 nm.
Con l'aumento delle frequenze di clock e del numero di core, è emersa la necessità di acquisire nuovi processi tecnologici e di entrare in nuovi mercati. La transazione più importante per AMD è stata l'acquisizione di ATI Technologies per 5,4 miliardi di dollari. In questo modo, AMD è entrata nel mercato delle schede grafiche ed è diventata il principale concorrente di Nvidia. Intel, d'altra parte, ha acquisito una delle filiali della Texas Instruments e la società Altera per 16,7 miliardi di dollari. Ciò ha consentito di entrare nel mercato dei circuiti integrati logici programmabili e degli SoC per l'elettronica di consumo.
Un fatto notevole è che dal 2009 AMD ha abbandonato la propria produzione, concentrandosi esclusivamente sulla progettazione. I moderni processori AMD sono prodotti presso le strutture di GlobalFoundries e TSMC. Intel, al contrario, continua a sviluppare le proprie capacità produttive per la produzione di elementi semiconduttori.
Dal 2018, oltre alla concorrenza diretta, entrambe le aziende hanno lanciato progetti comuni. Un esempio eclatante è stato il rilascio dei processori Intel® Core™ di 8ª generazione con grafica integrata AMD Radeon™ RX Vega M, combinando così i punti di forza di entrambe le aziende. Questa soluzione permetterà di ridurre le dimensioni dei laptop e dei mini-PC, aumentando al contempo le prestazioni e l'autonomia.
Conclusione
Nel corso della storia di entrambe le aziende ci sono stati numerosi episodi di disaccordi e reciproche lamentele. La lotta per la leadership è stata continua e prosegue fino ad oggi. Quest'anno abbiamo assistito a un importante aggiornamento della linea di processori Intel® Xeon® Scalable, di cui abbiamo già parlato , e ora è giunto il momento per AMD di salire sul palco.
Presto i nuovi processori AMD EPYC™ Rome arriveranno nel nostro laboratorio. riguardo al loro arrivo per primi.
Fonte: habr.com
