Meno di un giorno rimane all'inizio delle vendite dei nuovi processori AMD EPYC™ Rome. In questo articolo vogliamo ripercorrere l'inizio della competizione tra i due principali produttori di CPU.
Il primo processore commerciale a 8 bit al mondo è stato l'Intel® i8008, lanciato nel 1972. Aveva una frequenza di clock di 200 kHz, realizzato con un processo tecnologico di 10 µm (10000 nm) ed era destinato a calcolatori 'avanzati', terminali di input/output e macchine per il confezionamento di bottiglie.
Nel 1974, questo processore divenne la base per il microcomputer Mark-8, presentato come progetto fai-da-te in copertina della rivista Radio-Electronics. L'autore del progetto, Jonathan Titus, offriva a chiunque un opuscolo al costo di 5 dollari, contenente disegni dei circuiti delle schede a circuito stampato e una descrizione del processo di assemblaggio. A breve venne presentato un progetto simile del computer personale Altair 8800, creato dalla MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Inizio della competizione
Due anni dopo la creazione dell'i8008, Intel lanciò il suo nuovo chip - l'i8080, basato su un'architettura migliorata dell'i8008 e prodotto 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 vantava un sistema di comandi più avanzato.
Il reverse engineering del processore Intel® i8080, condotto da tre ingegneri talentuosi - Shawn e Kim Haile, oltre a Jay Kumar, portò alla creazione di un clone modificato, chiamato AMD AM9080.
Inizialmente, l'AMD Am9080 veniva prodotto senza licenza, ma successivamente fu firmato un accordo di licenza con Intel. Questo permise ad entrambe le aziende di ottenere un vantaggio nei mercati dei chip, poiché i clienti cercavano di evitare una possibile dipendenza da un unico fornitore. Le prime vendite furono estremamente profittevoli, poiché il costo di produzione era di 50 centesimi, mentre i chip stessi venivano acquistati attivamente dalle forze armate a 700 dollari l'uno.
Dopo questo, Kim Haile decise di cimentarsi nel reverse engineering del chip di memoria Intel® EPROM 1702. All'epoca, questa era la tecnologia di memoria non volatili più avanzata. Il tentativo ebbe successo solo parzialmente, poiché il clone creato conservava i dati solo per 3 settimane a temperatura ambiente.
Rompendo diversi chip e basandosi sulle sue conoscenze chimiche, Kim concluse che senza conoscere la temperatura esatta di crescita dell'ossido, non sarebbe stato possibile raggiungere le prestazioni dichiarate da Intel (10 anni a 85 gradi). Mostrando talento nell'ingegneria sociale, chiamò la produzione di Intel per chiedere a quale temperatura funzionassero i loro forni. È sorprendente, ma gli venne comunicato senza esitazione il dato esatto - 830 gradi. Bingo! Naturalmente, tali trucchi non potevano non avere conseguenze negative.
Primo processo legale
All'inizio del 1981, Intel stava preparando la conclusione di un contratto per la produzione di processori con IBM, il più grande produttore di computer al mondo all'epoca. Intel stessa non disponeva ancora della capacità produttiva sufficiente per soddisfare le esigenze di IBM, quindi per non perdere il contratto, fu necessario scendere a compromessi. Questo compromesso si tradusse in un accordo di licenza tra Intel e AMD, che permise a quest'ultima di iniziare a produrre cloni dell'Intel® 8086, 80186 e 80286.
Quattro anni dopo, il mercato dei processori con architettura x86 vide l'introduzione del nuovo Intel® 80386 con una frequenza di clock di 33 MHz e realizzato con un processo tecnologico di 1 µm (1000 nm). In quel momento, AMD stava preparando un chip analogo chiamato Am386™, ma il rilascio fu rinviato a tempo indeterminato a causa della categorica opposizione di Intel a fornire dati sulla tecnologia nell'ambito dell'accordo di licenza. Questo divenne il motivo per cui si rivolsero al processo.
Nel corso del processo, Intel cercò di dimostrare che i termini dell'accordo si applicavano solo ai processori di generazioni precedenti, rilasciati prima del 80386. AMD, a sua volta, sosteneva che i termini dell'accordo le consentivano non solo di riprodurre l'80386, ma anche modelli futuri 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™ uscì solo nel 1991. Tuttavia, il processore fu 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 nucleo ibrido CISC-RISC e dotato di coprocessore matematico (FPU) direttamente sullo stesso chip, è stato l'Intel® 80486. L'FPU ha consentito di accelerare notevolmente le operazioni in virgola mobile, alleviando il carico sulla CPU. Un'altra innovazione è stata l'introduzione del meccanismo di pipeline per l'esecuzione delle istruzioni, che ha anch'esso aumentato le prestazioni. La dimensione di un 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 analogo completo chiamato Am486 che utilizza il microcodice dell'Intel® 80386 e il coprocessore Intel® 80287. Questo ha portato a numerose controversie legali. La sentenza del 1992 ha confermato che AMD aveva violato i diritti d'autore relativi al microcodice FPU 80287, dopo di che l'azienda ha iniziato a sviluppare il proprio microcodice.
I successivi procedimenti giudiziari hanno confermato e poi negato i diritti di AMD sull'uso dei microcodici Intel®. La Corte Suprema della California ha messo la parola fine su queste questioni, dichiarando illegale il diritto di AMD di utilizzare il microcodice 80386. Il risultato è stato la firma di un accordo tra entrambe le aziende, che ha comunque permesso ad AMD di produrre e vendere processori contenenti microcodici 80287, 80386 e 80486.
Altri attori nel mercato x86, come Cyrix, Texas Instruments e UMC, hanno cercato di replicare il successo di Intel, lanciando analoghi funzionali del chip 80486. Tuttavia, non ci sono riusciti. UMC è stata esclusa dalla corsa dopo un divieto legale alla vendita del suo Green CPU negli Stati Uniti. Cyrix non è riuscita a finalizzare contratti vantaggiosi con i grandi assemblatori e ha avuto battaglie legali con Intel riguardo all'uso di tecnologie brevettate. In questo modo, i leader del mercato x86 sono rimasti solo Intel e AMD.
Accelerazione della corsa
Nel tentativo di conquistare la leadership, sia Intel che AMD hanno cercato di raggiungere la massima performance e velocità. AMD è stata la prima al mondo a superare la soglia di 1 GHz, lanciando il suo Athlon™ (37 milioni di transistor, 130 nm) con architettura Thunderbird. In questa fase della "corsa", Intel ha riscontrato problemi di instabilità nella cache di secondo livello del suo Pentium® III con core Coppermine, il che ha ritardato il rilascio del prodotto.
Un fatto interessante: il nome Athlon deriva dall'antico greco e può essere tradotto come "competizione" o "luogo di battaglia, arena".
Fasi altrettanto riuscite per AMD sono state il rilascio del processore dual-core Athlon™ X2 (90 nm) e, due anni dopo, del Quad-Core Opteron™ (65 nm), in cui tutti e quattro i core sono stati realizzati su un unico chip, invece di essere assemblati da due chip con due 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 il numero di core, è emersa urgentemente la necessità di padroneggiare nuovi processi tecnologici e di espandersi in nuovi mercati. L'affare più significativo per AMD è stato l'acquisto di ATI Technologies per 5,4 miliardi di dollari. Così, AMD è entrata nel mercato delle schede grafiche ed è diventata una delle principali concorrenti di Nvidia. Intel, da parte sua, ha acquisito una delle divisioni di Texas Instruments, nonché l'azienda Altera per 16,7 miliardi di dollari. Il risultato è stata la penetrazione nel mercato dei circuiti integrati logici programmabili e dei SoC per l'elettronica di consumo.
Un fatto notevole è che, dal 2009, AMD ha abbandonato la produzione interna, 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 competizione diretta, entrambe le aziende hanno avviato anche progetti collaborativi. Un esempio illuminante è stato il rilascio dei processori Intel® Core™ di ottava generazione con grafica integrata AMD Radeon™ RX Vega M, combinando in questo modo i punti di forza di entrambi i marchi. Questa soluzione consentirà di ridurre le dimensioni dei laptop e dei mini-PC, aumentando al contempo le prestazioni e l'autonomia della batteria.
Conclusione
Nel corso della storia di entrambe le aziende, ci sono stati numerosi episodi di disaccordi e richieste reciproche. 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 arrivato il momento di AMD per salire sul palco.
Presto i nuovi processori AMD EPYC™ Rome arriveranno nel nostro laboratorio. la loro disponibilità per primi.
Fonte: habr.com
