להילחם בין שני יוקוזונה

נותרו פחות מ-24 שעות לפני שהמכירות של מעבדי AMD EPYC™ Rome החדשים מתחילים. במאמר זה החלטנו להיזכר כיצד החלה ההיסטוריה של היריבות בין שתי יצרניות המעבד הגדולות ביותר.

המעבד הראשון בעולם של 8 סיביות זמין מסחרית היה Intel® i8008, שיצא ב-1972. למעבד היה תדר שעון של 200 קילו-הרץ, נעשה בתהליך טכנולוגי של 10 מיקרון (10000 ננומטר) ונועד למחשבונים "מתקדמים", מסופי קלט-פלט ומכונות ביקבוק.

בשנת 1974, מעבד זה הפך לבסיס למיקרו-מחשב Mark-8, שהוצג כפרויקט עשה זאת בעצמך על שער המגזין Radio-Electronics. מחבר הפרויקט, ג'ונתן טיטוס, הציע לכולם חוברת בעלות של 5$ המכילה שרטוטים של מוליכים מעגלים מודפסים ותיאור של תהליך ההרכבה. עד מהרה, נולד פרויקט דומה עבור המיקרו-מחשב האישי Altair 8800, שנוצר על ידי MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).

תחילת היריבות

שנתיים לאחר יצירת ה-i2, אינטל שחררה את השבב החדש שלה - i8008, המבוסס על ארכיטקטורת i8080 המשופרת ומיוצרת בתהליך טכנולוגי של 8008 מיקרון (6 ננומטר). מעבד זה היה מהיר פי 6000 בערך מקודמו (תדר שעון 10 מגה-הרץ) וקיבל מערכת הוראות מפותחת יותר.

הנדסה לאחור של מעבד Intel® i8080 על ידי שלושה מהנדסים מוכשרים, שון וקים היילי וג'יי קומאר, הביאה ליצירת שיבוט שונה בשם AMD AM9080.

תחילה, AMD Am9080 שוחרר ללא רישיון, אך בהמשך נחתם הסכם רישוי עם אינטל. זה נתן לשתי החברות יתרון בשווקי השבבים שכן הקונים ביקשו להימנע מתלות פוטנציאלית בספק יחיד. המכירות הראשונות היו רווחיות ביותר, מכיוון שעלות הייצור הייתה 50 סנט, והשבבים עצמם נרכשו באופן פעיל על ידי הצבא תמורת 700 דולר ליחידה.

לאחר מכן, קים היילי החליט לנסות את כוחו בהנדסה לאחור של שבב הזיכרון של Intel® EPROM 1702. הרעיון הצליח רק בחלקו - השיבוט שנוצר אחסן נתונים למשך 3 שבועות בלבד בטמפרטורת החדר.

לאחר ששבר שבבים רבים ובהתבסס על הידע שלו בכימיה, קים הגיע למסקנה שבלי לדעת את טמפרטורת הגידול המדויקת של התחמוצת, אי אפשר יהיה להשיג את הביצועים המוצהרים של אינטל (10 שנים ב-85 מעלות). הוא הראה כישרון בהנדסה חברתית, הוא התקשר למתקן של אינטל ושאל באיזו טמפרטורה פועלים התנורים שלהם. באופן מפתיע, נאמר לו ללא היסוס הנתון המדויק - 830 מעלות. בינגו! כמובן, טריקים כאלה לא יכלו אלא להוביל לתוצאות שליליות.

משפט ראשון

בתחילת 1981, אינטל התכוננה להתקשר בחוזה ייצור מעבדים עם IBM, יצרנית המחשבים הגדולה בעולם באותה תקופה. לאינטל עצמה עדיין לא הייתה כושר ייצור מספיק כדי לענות על צרכיה של יבמ, ולכן כדי לא להפסיד את החוזה, היה צריך לעשות פשרה. פשרה זו הייתה הסכם רישוי בין אינטל ל-AMD, שאיפשר לאלה האחרונה להתחיל לייצר שיבוטים של Intel® 8086, 80186 ו-80286.

4 שנים מאוחר יותר, ה-Intel® 86 העדכני ביותר עם מהירות שעון של 80386 מגה-הרץ ומיוצר בטכנולוגיית תהליך של 33 מיקרון (1 ננומטר) הוצג לשוק מעבדי x1000. AMD גם הכינה שבב דומה בשם Am386™ בשלב זה, אך השחרור נדחה ללא הגבלת זמן עקב סירובה הקטגורי של אינטל לספק נתונים טכנולוגיים במסגרת הסכם הרישוי. זו הפכה להיות הסיבה לפנייה לבית המשפט.

במסגרת התביעה ניסתה אינטל לטעון שתנאי ההסכם חלים רק על דורות קודמים של מעבדים שפורסמו לפני ה-80386. AMD, בתורה, התעקשה שתנאי ההסכם מאפשרים לה לא רק לשחזר את ה-80386, אלא גם דגמים עתידיים המבוססים על ארכיטקטורת x86.

ההתדיינות נמשכה מספר שנים והסתיימה בניצחון של AMD (אינטל שילמה ל-AMD מיליארד דולר). יחסי האמון בין החברות הגיעו לקיצו, ו-Am1™ שוחרר רק ב-386. עם זאת, למעבד היה ביקוש רב מכיוון שהוא רץ בתדר גבוה יותר מהמקורי (1991 מגה-הרץ לעומת 40 מגה-הרץ).

פיתוח תחרות

המעבד הראשון בעולם המבוסס על ליבת CISC-RISC היברידית ובעל מעבד שותף מתמטי (FPU) ישירות על אותו השבב היה Intel® 80486. ה-FPU איפשר להאיץ ברצינות את פעולות הנקודה הצפה, תוך הסרת העומס מהמעבד מעבד. חידוש נוסף היה הכנסת מנגנון צינור לביצוע הוראות, שגם העלה את הפרודוקטיביות. גודלו של יסוד אחד היה בין 600 ל-1000 ננומטר, והגביש הכיל בין 0,9 ל-1,6 מיליון טרנזיסטורים.

AMD, בתורה, הציגה אנלוגי פונקציונלי מלא בשם Am486 תוך שימוש במיקרוקוד של Intel® 80386 ובמעבד המשותף של Intel® 80287 נסיבות אלה הפכו לסיבה לתביעות משפטיות רבות. החלטת בית המשפט משנת 1992 אישרה ש-AMD הפרה זכויות יוצרים על מיקרוקוד FPU 80287, ולאחר מכן החלה החברה לפתח מיקרוקוד משלה.

התדיינות משפטית לאחר מכן התחלפה בין אישור והפרכת זכויותיה של AMD להשתמש במיקרוקודים של Intel®. הנקודה האחרונה בסוגיות אלו הונחה על ידי בית המשפט העליון של קליפורניה, שהכריז על זכותה של AMD להשתמש במיקרוקוד 80386 כבלתי חוקית. ו-80287.

שחקנים אחרים בשוק ה-x86, כמו Cyrix, Texas Instruments ו-UMC, ביקשו גם הם לחזור על ההצלחה של אינטל על ידי שחרור אנלוגים פונקציונליים של שבב 80486 כך או אחרת, הם נכשלו. UMC נשרה מהמירוץ לאחר צו בית משפט שאסר על מכירת ה-CPU הירוק שלה בארצות הברית. Cyrix לא הצליח להשיג חוזים משתלמים עם מרכיבים גדולים, וכן היה מעורב בהתדיינות עם אינטל בנוגע לניצול טכנולוגיות קנייניות. לפיכך, רק אינטל ו-AMD נותרו המובילות בשוק x86.

בניית מומנטום

במאמץ לזכות באליפות, הן אינטל והן AMD ניסו להשיג ביצועים ומהירות מרביים. לפיכך, AMD הייתה הראשונה בעולם שהתגברה על סרגל ה-1 GHz על ידי שחרור Athlon™ (37 מיליון טרנזיסטורים, 130 ננומטר) על ליבת Thunderbird. בשלב זה של המירוץ, לאינטל היו בעיות עם חוסר יציבות של המטמון ברמה השנייה של Pentium® III שלה בליבת Coppermine, מה שגרם לעיכוב בשחרור המוצר.

עובדה מעניינת היא שהשם אתלון מגיע מהשפה היוונית העתיקה וניתן לתרגם אותו כ"תחרות" או "מקום קרב, זירה".

אותן אבני דרך מוצלחות עבור AMD היו שחרורו של מעבד Athlon™ X2 כפול ליבה (90 ננומטר), ושנתיים לאחר מכן ה-Quad-Core Opteron™ (2 ננומטר), שבו כל 65 הליבות גדלות על שבב אחד, והן לא מכלול של 4 שבבים 2 ליבות כל אחד. במקביל, אינטל משחררת את Core™ 2 Duo ו-Core™ 2 Quad המפורסמים שלה, העשויים בטכנולוגיית תהליך של 2 ננומטר.

לצד עלייה בתדרי השעון ועלייה במספר הליבות, החריפה שאלת השליטה בתהליכים טכנולוגיים חדשים, כמו גם כניסה לשווקים אחרים. העסקה הגדולה ביותר של AMD הייתה רכישת ATI Technologies תמורת 5,4 מיליארד דולר. כך נכנסה AMD לשוק המאיצים הגרפיים והפכה למתחרה העיקרית של Nvidia. אינטל, בתורה, רכשה את אחת החטיבות של טקסס אינסטרומנטס, וכן את חברת אלטרה תמורת 16,7 מיליארד דולר. התוצאה הייתה כניסה לשוק של מעגלים משולבים לוגיים ניתנים לתכנות ו-SoCs עבור מוצרי אלקטרוניקה.

עובדה יוצאת דופן היא שמאז 2009, AMD נטשה את הייצור שלה, תוך התמקדות בלעדית בפיתוח. מעבדי AMD מודרניים מיוצרים במתקני הייצור של GlobalFoundries ו-TSMC. אינטל, להיפך, ממשיכה לפתח יכולות ייצור משלה לייצור אלמנטים מוליכים למחצה.

מאז 2018, בנוסף לתחרות הישירה, שתי החברות פיתחו גם פרויקטים משותפים. דוגמה בולטת הייתה שחרור מעבדי Intel® Core™ מדור 8 עם גרפיקה משולבת של AMD Radeon™ RX Vega M, ובכך משלבים את החוזקות של שתי החברות. פתרון זה יקטין את גודלם של מחשבים ניידים ומיני מחשבים תוך הגדלת הביצועים וחיי הסוללה.

מסקנה

לאורך ההיסטוריה של שתי החברות, היו הרבה אפיזודות של חילוקי דעות ותביעות הדדיות. המאבק על המנהיגות נמשך ברציפות ונמשך עד היום. השנה ראינו עדכון גדול לקו המעבדים המדרגיים של Intel® Xeon®, שכבר דיברנו עליו בבלוג שלנו, ועכשיו הגיע הזמן ל-AMD לעלות לבמה.

בקרוב מאוד, מעבדי AMD EPYC™ Rome חדשים יופיעו במעבדה שלנו. Знайте על הגעתם תחילה.

מקור: www.habr.com