Pozostało mniej niż dobę do rozpoczęcia sprzedaży nowych procesorów AMD EPYC™ Rome. W tym artykule postanowiliśmy przypomnieć, jak zaczęła się historia rywalizacji dwóch największych producentów CPU.
Pierwszym komercyjnie dostępnym procesorem 8-bitowym na świecie był Intel® i8008, wydany w 1972 roku. Procesor miał częstotliwość taktowania 200 kHz, wykonany był w technologii 10 µm (10000 nm) i był przeznaczony dla „zaawansowanych” kalkulatorów, terminali wejścia-wyjścia oraz maszyn do rozlewu butelek.
W 1974 roku ten procesor stał się podstawą dla mikrokomenputera Mark-8, przedstawionego jako projekt DIY na okładce magazynu Radio-Electronics. Autor projektu, Jonathan Titus, oferował wszystkim chętnym broszurę w cenie 5 dolarów, zawierającą schematy ścieżek na płytkach drukowanych oraz opis procesu montażu. Wkrótce pojawił się podobny projekt osobistego mikrokomenputera Altair 8800, stworzonego przez firmę MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Początek rywalizacji
Dwa lata po stworzeniu i8008 Intel wprowadził na rynek nowy układ — i8080, oparty na udoskonalonej architekturze i8008 i wykonany w technologii 6 µm (6000 nm). Procesor był około 10 razy szybszy od swojego poprzednika (częstotliwość taktowania 2 MHz) i posiadał bardziej rozwinięty zestaw instrukcji.
Inżynierowie Sean i Kim Haley oraz Jay Kumar dokonali inżynierii odwrotnej procesora Intel® i8080, co doprowadziło do stworzenia zmodyfikowanego klona, który nazwano AMD AM9080.
Na początku AMD Am9080 był produkowany bez licencji, jednak później zawarto umowę licencyjną z Intelem. Dzięki temu obie firmy uzyskały przewagę na rynkach chipów, ponieważ klienci starali się uniknąć ewentualnej zależności od jednego dostawcy. Pierwsze sprzedaże były niezwykle opłacalne, ponieważ koszt produkcji wynosił 50 centów, a same chipy były aktywnie kupowane przez wojsko po 700 dolarów za sztukę.
Po tym Kim Haley postanowił spróbować swoich sił w inżynierii odwrotnej układu pamięci Intel® EPROM 1702. W owym czasie była to najnowocześniejsza technologia pamięci stałej. Projekt udał się tylko częściowo — stworzony klon przechowywał dane tylko przez 3 tygodnie w temperaturze pokojowej.
Łamiąc wiele chipów i opierając się na swojej wiedzy chemicznej, Kim doszedł do wniosku, że bez znajomości dokładnej temperatury wzrostu tlenku niemożliwe będzie osiągnięcie zadeklarowanych wskaźników przez Intel (10 lat przy 85 stopniach). Wykazując talent w inżynierii społecznej, zadzwonił do fabryki Intela i zapytał, w jakiej temperaturze działają ich piece. Co zaskakujące, bez wahania podano mu dokładną wartość — 830 stopni. Bingo! Oczywiście takie sztuczki nie mogły nie pociągnąć za sobą negatywnych konsekwencji.
Pierwszy proces sądowy
Na początku 1981 roku Intel przygotowywał się do zawarcia umowy na produkcję procesorów z IBM, największym wówczas producentem komputerów na świecie. Sam Intel nie miał jeszcze wystarczających mocy produkcyjnych, aby zaspokoić potrzeby IBM, dlatego, aby nie stracić umowy, musiał pójść na kompromis. Tym kompromisem było umowa licencyjna między Intelem a AMD, co pozwoliło temu ostatniemu rozpocząć produkcję klonów Intel® 8086, 80186 i 80286.
Cztery lata później na rynku procesorów z architekturą x86 zaprezentowano najnowszy Intel® 80386 z zegarem 33 MHz, wykonany w technologii 1 µm (1000 nm). W tym czasie AMD także przygotowywał podobny chip o nazwie Am386™, jednak wypuszczenie go zostało odłożone na nieokreślony czas z powodu kategorycznego odmowy Intela dostarczenia danych o technologii w ramach umowy licencyjnej. To właśnie stało się powodem do skierowania sprawy do sądu.
W trakcie postępowania sądowego Intel próbował udowodnić, że warunki umowy dotyczą tylko procesorów poprzednich generacji wydanych przed 80386. AMD z kolei upierało się, że warunki umowy pozwalają jej nie tylko na replikowanie 80386, ale także na przyszłe modele oparte na architekturze x86.
Postępowania sądowe trwały kilka lat i zakończyły się zwycięstwem AMD (Intel wypłacił AMD 1 miliard dolarów). Zaufane relacje między firmami dobiegły końca, a Am386™ pojawił się dopiero w 1991 roku. Niemniej jednak procesor był bardzo poszukiwany, ponieważ działał na wyższej częstotliwości niż oryginał (40 MHz w porównaniu do 33 MHz).
Rozwój konkurencji
Pierwszym procesorem na świecie, opartym na hybrydowym jądrze CISC-RISC i posiadającym matematyczny współprocesor (FPU) bezpośrednio na tym samym krzemie, był Intel® 80486. FPU znacznie przyspieszył operacje z punktami zmiennoprzecinkowymi, odciążając CPU. Kolejną innowacją było wprowadzenie mechanizmu potokowego wykonywania instrukcji, co również zwiększało wydajność. Rozmiar jednego elementu wynosił od 600 do 1000 nm, a na krzemie znajdowało się już od 0,9 do 1,6 miliona tranzystorów.
Z kolei AMD zaprezentowała pełnowartościowy odpowiednik o nazwie Am486, wykorzystujący mikrokod Intel® 80386 oraz współprocesor Intel® 80287. To zdarzenie stało się przyczyną licznych procesów sądowych. Orzeczenie sądowe z 1992 roku potwierdziło, że AMD naruszyła prawa autorskie dotyczące mikrokodu FPU 80287, po czym firma przystąpiła do opracowania własnego mikrokodu.
Dalsze procesy sądowe raz potwierdzały, raz kwestionowały prawa AMD do korzystania z mikrokodów Intel®. Ostateczną decyzję w tej sprawie podjął Sąd Najwyższy stanu Kalifornia, uznając, że prawo firmy AMD do korzystania z mikrokodu 80386 jest nielegalne. Efektem było podpisanie umowy między obiema firmami, co jednak umożliwiło AMD produkcję i sprzedaż procesorów zawierających mikrokody 80287, 80386 i 80486.
Pozostali gracze na rynku x86, tacy jak Cyrix, Texas Instruments i UMC, również usiłowali powtórzyć sukces Intela, wprowadzając funkcjonalne odpowiedniki chipu 80486. Tak czy inaczej, im się to nie udało. UMC wycofała się z wyścigu po sądowym zakazie sprzedaży swojego Green CPU na terytorium USA. Cyrix nie udało się zawrzeć korzystnych umów z dużymi assemblerami, a także toczyły się spory sądowe z Intelem dotyczące wykorzystywania opatentowanych technologii. W ten sposób liderami rynku x86 pozostawały tylko Intel i AMD.
Przyspieszenie tempa
Stosując wszelkie starania, aby zdobyć pierwszeństwo, zarówno Intel, jak i AMD dążyli do osiągnięcia maksymalnej wydajności i szybkości. Tak AMD jako pierwsza na świecie przekroczyła granicę 1 GHz, wprowadzając swój Athlon™ (37 mln tranzystorów, 130 nm) na jądrze Thunderbird. Na tym etapie wyścigu Intel miał problemy z niestabilnością pamięci podręcznej drugiego poziomu w swoim Pentium® III na jądrze Coppermine, co spowodowało opóźnienie w wprowadzeniu produktu.
Ciekawy fakt — nazwa Athlon pochodzi z języka starogreckiego i może być tłumaczona jako „zawody” lub „miejsce walki, arena”.
Takimi samymi sukcesami dla AMD było wprowadzenie dwurdzeniowego procesora Athlon™ X2 (90 nm), a po dwóch latach Quad-Core Opteron™ (65 nm), gdzie wszystkie 4 rdzenie powstały na jednym krzemie, a nie jako zestaw z 2 krzemów po 2 rdzenie każde. W tym samym czasie Intel wypuścił swoje słynne procesory Core™ 2 Duo i Core™ 2 Quad, wykonane w technologii 65 nm.
Wraz ze wzrostem częstotliwości zegara i liczby rdzeni pojawił się pilny problem opanowania nowych procesów technologicznych oraz wejścia na inne rynki. Największą transakcją korporacji AMD była akwizycja ATI Technologies za 5,4 miliarda dolarów. W ten sposób AMD weszło na rynek procesorów graficznych i stało się głównym konkurentem Nvidii. Intel natomiast nabył jedno z działów Texas Instruments oraz firmę Altera za 16,7 miliarda dolarów, w wyniku czego zadebiutował na rynku programowalnych układów scalonych i SoC dla elektroniki konsumpcyjnej.
Ciekawym faktem jest to, że od 2009 roku AMD zrezygnowało z własnej produkcji, skupiając się wyłącznie na rozwoju. Nowoczesne procesory AMD są produkowane w zakładach GlobalFoundries i TSMC. Intel z kolei nadal rozwija własne moce produkcyjne w zakresie półprzewodników.
Od 2018 roku oprócz bezpośredniej konkurencji obie firmy podjęły również wspólne projekty. Jako przykład można podać wydanie procesorów Intel® Core™ 8. generacji z zintegrowaną grafiką AMD Radeon™ RX Vega M, łącząc w ten sposób mocne strony obu firm. To rozwiązanie pozwoli na zmniejszenie rozmiarów laptopów i mini-komputerów, jednocześnie zwiększając wydajność i czas pracy na baterii.
Podsumowanie
W całej historii obu firm mieliśmy wiele epizodów nieporozumień i wzajemnych pretensji. Walka o przywództwo trwała nieprzerwanie i trwa do dziś. W tym roku zobaczyliśmy poważne odświeżenie linii procesorów Intel® Xeon® Scalable, o czym już pisaliśmy , i oto nadchodzi pora, żeby AMD pojawiło się na scenie.
Już wkrótce nowe procesory AMD EPYC™ Rome pojawią się w naszym laboratorium. o ich przybyciu jako pierwsi.
Źródło: habr.com
