Er is nog minder dan een dag tot de verkoop van de nieuwe AMD EPYC™ Rome-processors begint. In dit artikel willen we terugkijken op het begin van de concurrentie tussen de twee grootste CPU-fabrikanten.
De eerste commercieel beschikbare 8-bits processor ter wereld was de Intel® i8008, uitgebracht in 1972. De processor had een kloksnelheid van 200 kHz, was vervaardigd met een technologie van 10 µm (10000 nm) en was bedoeld voor 'geavanceerde' rekenmachines, invoer-/uitvoerterminals en flessenafsluitautomaten.
In 1974 werd deze processor de basis voor de microcomputer Mark-8, die als DIY-project op de cover van het tijdschrift Radio-Electronics werd gepresenteerd. De projectmaker, Jonathan Titus, bood geïnteresseerden een brochure aan voor 5 dollar, met daarin tekeningen van de printplaten en een beschrijving van het assemblageproces. Al snel werd een vergelijkbaar project voor een persoonlijke microcomputer genaamd Altair 8800 geïntroduceerd, ontwikkeld door MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Begin van de concurrentie
Twee jaar na de creatie van de i8008 bracht Intel zijn nieuwe chip - de i8080 - uit, gebaseerd op de verbeterde architectuur van de i8008 en vervaardigd met een technologie van 6 µm (6000 nm). Deze processor was ongeveer 10 keer sneller dan zijn voorganger (kloksnelheid 2 MHz) en had een meer geavanceerd instructiesysteem.
De reverse engineering van de Intel® i8080-processor, uitgevoerd door drie getalenteerde ingenieurs - Sean en Kim Haley, en Jay Kumar - leidde tot de creatie van een gemodificeerde kloon die de naam AMD AM9080 kreeg.
Aanvankelijk werd de AMD Am9080 zonder licentie geproduceerd, maar later werd er een licentieovereenkomst met Intel gesloten. Hierdoor kregen beide bedrijven een voordeel op de chipmarkten, omdat kopers probeerden mogelijke afhankelijkheid van een enkele leverancier te vermijden. De eerste verkopen waren uiterst winstgevend, omdat de productiekosten 50 cent bedroegen, terwijl de chips door het leger actief werden afgenomen voor 700 dollar per stuk.
Vervolgens besloot Kim Haley om zijn geluk te beproeven met de reverse engineering van de Intel® EPROM 1702 geheugenchip. Op dat moment was dit de meest geavanceerde technologie voor niet-vluchtig geheugen. Het project was slechts gedeeltelijk succesvol - de gemaakte kloon kon gegevens slechts 3 weken bij kamertemperatuur opslaan.
Door verschillende chips te breken en zijn kennis van chemie toe te passen, kwam Kim tot de conclusie dat het zonder de exacte groeitemperatuur van de oxide onmogelijk zou zijn om de opgegeven prestaties van Intel (10 jaar bij 85 graden) te halen. Met zijn talent voor sociale techniek belde hij naar de productie van Intel en vroeg op welke temperatuur hun ovens werkten. Tot zijn verbazing kregen hij zonder aarzeling het exacte cijfer te horen: 830 graden. Bingo! Uiteraard konden dergelijke trucs niet zonder negatieve gevolgen blijven.
De eerste rechtszaak
Begin 1981 was Intel bezig met het sluiten van een contract voor de productie van processors met IBM, destijds de grootste computerfabrikant ter wereld. Intel had op dat moment zelf nog niet de benodigde productiecapaciteit om aan de eisen van IBM te voldoen, dus om het contract niet te verliezen, moest er een compromis worden gesloten. Dit compromis was een licentieovereenkomst tussen Intel en AMD, die AMD in staat stelde om kloons van Intel® 8086, 80186 en 80286 te produceren.
Vier jaar later werd de nieuwste Intel® 80386 met een kloksnelheid van 33 MHz en vervaardigd met een technologieproces van 1 μm (1000 nm) gepresenteerd op de markt van x86-processors. In dezelfde periode was AMD ook bezig met een vergelijkbare chip genaamd Am386™, maar de lancering werd uitgesteld vanwege de categorische weigering van Intel om gegevens over de technologie binnen de licentieovereenkomst te verstrekken. Dit werd de reden voor de rechtszaak.
Tijdens de rechtszaak probeerde Intel te bewijzen dat de voorwaarden van de overeenkomst alleen van toepassing waren op processoren van eerdere generaties die vóór de 80386 waren uitgebracht. AMD daarentegen volhield dat de voorwaarden van de overeenkomst haar niet alleen toestonden om de 80386 te reproduceren, maar ook toekomstige modellen op basis van de x86-architectuur.
De rechtszaken duurden meerdere jaren en eindigden met een overwinning voor AMD (Intel betaalde AMD 1 miljard dollar). De vertrouwelijke relatie tussen de bedrijven kwam ten einde, en de Am386™ werd pas in 1991 uitgebracht. Desondanks was de processor zeer gewild, omdat hij op een hogere frequentie werkte dan het origineel (40 MHz tegen 33 MHz).
Een ontwikkeling van concurrentie
De eerste processor ter wereld, gebaseerd op een hybride CISC-RISC-kern en met een wiskundige coproprocessor (FPU) direct op dezelfde chip, was de Intel® 80486. De FPU versnelde aanzienlijk de rekeningen met drijvende komma's en verlichtte de belasting van de CPU. Een andere innovatie was de invoering van een pipeliningmechanisme voor het uitvoeren van instructies, wat ook de prestaties verhoogde. De grootte van één element lag tussen de 600 en 1000 nm, en op de chip waren al tussen de 0,9 en 1,6 miljoen transistors geplaatst.
AMD presenteerde op zijn beurt een volledig functionele analoog genaamd Am486 met gebruik van de microcode van Intel® 80386 en de coproprocessor Intel® 80287. Dit leidde tot talrijke rechtszaken. Een rechterlijke uitspraak uit 1992 bevestigde dat AMD inbreuk had gemaakt op de auteursrechten met betrekking tot de microcode FPU 80287, waarna het bedrijf begon met de ontwikkeling van zijn eigen microcode.
Verdere rechtszaken bevestigden of ontkenden het recht van AMD om Intel® microcodes te gebruiken. De uiteindelijke beslissing in deze kwesties werd genomen door het Hooggerechtshof van de staat Californië, dat het gebruik van microcode 80386 door AMD als onwettig beschouwde. Dit resulteerde in de ondertekening van een overeenkomst tussen beide bedrijven, die AMD in staat stelde om processors te produceren en verkopen die microcode 80287, 80386 en 80486 bevatten.
Andere spelers op de x86-markt, zoals Cyrix, Texas Instruments en UMC, probeerden ook het succes van Intel te evenaren door functionele analogen van de 80486-chip uit te brengen. Hoe dan ook, hen is dit niet gelukt. UMC viel af na een gerechtelijk verbod op de verkoop van zijn Green CPU op het grondgebied van de VS. Cyrix kon geen voordelige contracten sluiten met grote assemblagebedrijven en er waren ook rechtszaken met Intel over het gebruik van gepatenteerde technologieën. Daardoor bleven alleen Intel en AMD de leiders van de x86-markt.
Versnelling van de snelheid
In een poging de leiding te krijgen, streefden zowel Intel als AMD naar maximale prestaties en snelheid. AMD was de eerste ter wereld die de grens van 1 GHz doorbrak met zijn Athlon™ (37 miljoen transistors, 130 nm) op de Thunderbird-kern. Op dat moment had Intel problemen met de onbetrouwbaarheid van de L2-cache van zijn Pentium® III op de Coppermine-kern, wat de introductie van het product vertraagde.
Een interessant feit is dat de naam Athlon afkomstig is uit het Oudgrieks en kan worden vertaald als 'wedstrijd' of 'arena'.
Even succesvol waren de fasen voor AMD met de lancering van de dual-core processor Athlon™ X2 (90 nm) en twee jaar later de Quad-Core Opteron™ (65 nm), waarbij alle 4 kernen op één chip zijn geproduceerd en niet bestaan uit een verzameling van 2 chips met elk 2 kernen. Tegelijkertijd bracht Intel zijn beroemde Core™ 2 Duo en Core™ 2 Quad uit, vervaardigd met een 65 nm technologie.
Met de stijging van kloksnelheden en het aantal kernen kwam de noodzaak om nieuwe technologieprocessen te beheersen en toegang te krijgen tot andere markten sterk naar voren. De grootste transactie van AMD was de overname van ATI Technologies voor 5,4 miljard dollar. Hiermee betrad AMD de markt voor grafische versnellers en werd het de belangrijkste concurrent van Nvidia. Intel op zijn beurt kocht een van de divisies van Texas Instruments, evenals het bedrijf Altera voor 16,7 miljard dollar. Het resultaat was de toegang tot de markt voor programmeerbare logische geïntegreerde schakelingen en SoC voor consumentenelektronica.
Een opmerkelijk feit is dat AMD sinds 2009 is gestopt met zijn eigen productie en zich uitsluitend heeft gefocust op ontwikkeling. Moderne AMD-processors worden geproduceerd door de fabrieken van GlobalFoundries en TSMC. Intel daarentegen blijft zijn eigen productiecapaciteit voor halfgeleidercomponenten ontwikkelen.
Sinds 2018 zijn er, naast directe concurrentie, ook gezamenlijke projecten ontstaan tussen beide bedrijven. Een duidelijk voorbeeld hiervan is de lancering van de Intel® Core™ 8e generatie met geïntegreerde grafiek van AMD Radeon™ RX Vega M, waarbij de sterke punten van beide bedrijven werden samengebracht. Deze aanpak zal de afmetingen van laptops en mini-pc's verkleinen, terwijl de prestaties en de batterijduur tegelijkertijd verhogen.
Conclusie
Gedurende de geschiedenis van beide bedrijven zijn er talloze episodes van meningsverschillen en wederzijdse beschuldigingen geweest. De strijd om de leiderspositie is voortdurend geweest en gaat nog steeds door. Dit jaar hebben we een belangrijke update van de Intel® Xeon® Scalable Processors gezien, waarover we al hebben gerapporteerd , en nu is het tijd voor AMD om het podium te betreden.
Binnenkort zullen de nieuwe AMD EPYC™ Rome-processors in ons laboratorium verschijnen. over hun komst als eerste.
Bron: habr.com
