Faltam menos de 24 horas para o início das vendas dos novos processadores AMD EPYC™ Rome. Neste artigo, decidimos relembrar como começou a história da rivalidade entre os dois maiores fabricantes de CPUs.
O primeiro processador comercial de 8 bits disponível no mundo foi o Intel® i8008, lançado em 1972. O processador tinha uma frequência de clock de 200 kHz, era fabricado com um processo tecnológico de 10 µm (10.000 nm) e era destinado a calculadoras 'avançadas', terminais de entrada/saída e máquinas de envase de garrafas.
Em 1974, esse processador se tornou a base para o microcomputador Mark-8, apresentado como um projeto Do It Yourself na capa da revista Radio-Electronics. O autor do projeto, Jonathan Titus, oferecia um folheto por 5 dólares, contendo desenhos das trilhas das placas de circuito e uma descrição do processo de montagem. Logo surgiu um projeto semelhante de microcomputador pessoal, o Altair 8800, criado pela empresa MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Início da rivalidade
Dois anos após a criação do i8008, a Intel lançou seu novo chip — i8080, baseado na arquitetura aprimorada do i8008 e fabricado com um processo tecnológico de 6 µm (6.000 nm). Esse processador era cerca de 10 vezes mais rápido do que seu antecessor (frequência de clock de 2 MHz) e tinha um conjunto de instruções mais desenvolvido.
A engenharia reversa do processador Intel® i8080, realizada por três engenheiros talentosos — Sean e Kim Haley, além de Jay Kumar, resultou na criação de um clone modificado, conhecido como AMD AM9080.
No início, o AMD Am9080 era fabricado sem licença, mas depois foi firmado um acordo de licenciamento com a Intel. Assim, ambas as empresas ganharam vantagem nos mercados de chips, pois os compradores queriam evitar a possível dependência de um único fornecedor. As primeiras vendas foram extremamente lucrativas, uma vez que o custo de produção era de 50 centavos, enquanto esses chips eram adquiridos ativamente pelo setor militar por 700 dólares cada.
Após isso, Kim Haley decidiu tentar sua sorte na engenharia reversa do chip de memória Intel® EPROM 1702. Naquele momento, era a tecnologia de memória permanente mais avançada. A tentativa teve sucesso apenas parcialmente — o clone criado armazenava dados por apenas 3 semanas em temperatura ambiente.
Ao quebrar múltiplos chips e baseado em seus conhecimentos de química, Kim concluiu que sem saber a temperatura exata de crescimento do óxido, seria impossível alcançar os números prometidos pela Intel (10 anos a 85 graus). Demonstrando talento em engenharia social, ele ligou para a produção da Intel e perguntou a que temperatura funcionavam seus fornos. Surpreendentemente, eles forneceram sem hesitação o número exato — 830 graus. Bingo! Naturalmente, tais truques não poderiam deixar de ter consequências negativas.
O primeiro processo judicial
No início de 1981, a Intel estava prestes a assinar um contrato de fabricação de processadores com a IBM, o maior fabricante de computadores do mundo na época. A própria Intel ainda não tinha capacidade de produção suficiente para atender às necessidades da IBM, então, para não perder o contrato, teve que chegar a um compromisso. Esse compromisso foi um acordo de licenciamento entre a Intel e a AMD, que permitiu à última começar a fabricar clones do Intel® 8086, 80186 e 80286.
Quatro anos depois, o mais recente Intel® 80386, com frequência de clock de 33 MHz e fabricado pelo processo tecnológico de 1 µm (1000 nm), foi lançado no mercado de processadores com arquitetura x86. Naquela época, a AMD também estava preparando um chip semelhante chamado Am386™, mas o lançamento foi adiado indefinidamente devido à negativa categórica da Intel em fornecer dados sobre a tecnologia no âmbito do acordo de licenciamento. Isso se tornou a razão para a ação judicial.
No processo, a Intel tentou provar que os termos do acordo se aplicavam apenas a processadores de gerações anteriores, lançados antes do 80386. A AMD, por sua vez, insistiu que os termos do acordo permitiam que ela não apenas reproduzisse o 80386, mas também os futuros modelos baseados na arquitetura x86.
Os litígios se arrastaram por vários anos e culminaram na vitória da AMD (a Intel pagou à AMD 1 bilhão de dólares). A relação de confiança entre as empresas chegou ao fim, e o Am386™ só foi lançado em 1991. No entanto, o processador foi muito procurado, pois operava em uma frequência mais alta do que o original (40 MHz contra 33 MHz).
Desenvolvimento da concorrência
O primeiro processador do mundo baseado em um núcleo híbrido CISC-RISC e que possui um coprocessador matemático (FPU) diretamente no mesmo chip foi o Intel® 80486. O FPU permitiu acelerar significativamente as operações com ponto flutuante, aliviando a carga do CPU. Outra inovação foi a implementação de um mecanismo de execução de instruções em pipeline, o que também aumentou o desempenho. O tamanho de um elemento variava de 600 a 1000 nm, e o chip abrigava entre 0,9 e 1,6 milhões de transistores.
A AMD, por sua vez, apresentou um análogo funcional completo chamado Am486, usando o microcódigo do Intel® 80386 e o coprocessador Intel® 80287. Este fato gerou numerosas disputas judiciais. A decisão judicial de 1992 confirmou que a AMD violou direitos autorais relacionados ao microcódigo FPU 80287, após o que a empresa começou a desenvolver seu próprio microcódigo.
Os processos judiciais subsequentes confirmaram e refutaram os direitos da AMD de usar os microcódigos da Intel®. O ponto final nessas questões foi colocado pela suprema corte do estado da Califórnia, que reconheceu como ilegal o direito da AMD de usar o microcódigo 80386. O resultado foi a assinatura de um acordo entre as duas empresas, permitindo que a AMD produzisse e vendesse processadores contendo os microcódigos 80287, 80386 e 80486.
Outros players no mercado x86, como Cyrix, Texas Instruments e UMC, também buscavam repetir o sucesso da Intel, lançando análogos funcionais do chip 80486. De qualquer forma, não conseguiram. A UMC saiu da corrida após uma ordem judicial proibindo a venda de seu Green CPU nos Estados Unidos. A Cyrix não conseguiu fechar contratos vantajosos com grandes montadoras e também enfrentou litígios com a Intel sobre o uso de tecnologias patenteadas. Assim, os líderes do mercado x86 permaneceram apenas a Intel e a AMD.
Aumento da velocidade
Buscando conquistar a liderança, tanto a Intel quanto a AMD se esforçaram para alcançar o máximo desempenho e velocidade. A AMD foi a primeira do mundo a superar a marca de 1 GHz, lançando seu Athlon™ (37 milhões de transistores, 130 nm) baseado no núcleo Thunderbird. Neste estágio da "corrida", a Intel enfrentou problemas de instabilidade no cache de segundo nível de seu Pentium® III baseado no núcleo Coppermine, o que causou um atraso no lançamento do produto.
Um fato interessante é que o nome Athlon vem do grego antigo e pode ser traduzido como "competição" ou "local de batalha, arena".
Fases igualmente bem-sucedidas para a AMD incluíram o lançamento do processador dual-core Athlon™ X2 (90 nm), e, dois anos depois, o Quad-Core Opteron™ (65 nm), onde todos os 4 núcleos foram fabricados em um único chip, em vez de serem agrupamentos de 2 chips com 2 núcleos cada. Ao mesmo tempo, a Intel lançou seus famosos Core™ 2 Duo e Core™ 2 Quad, fabricados com tecnologia de 65 nm.
Com o aumento das frequências de clock e o aumento do número de núcleos, a questão do domínio de novos processos tecnológicos e da entrada em outros mercados se tornou crítica. A maior transação da AMD foi a compra da ATI Technologies por 5,4 bilhões de dólares. Assim, a AMD entrou no mercado de aceleradores gráficos e se tornou um concorrente principal da Nvidia. A Intel, por sua vez, adquiriu uma das divisões da Texas Instruments, além da empresa Altera por 16,7 bilhões de dólares. O resultado foi a entrada no mercado de circuitos integrados programáveis e SoC para eletrônica de consumo.
Um fato notável é que, desde 2009, a AMD se afastou da própria produção, concentrando-se exclusivamente no desenvolvimento. Os processadores AMD modernos são fabricados em instalações produtivas da GlobalFoundries e TSMC. A Intel, em contraste, continua a desenvolver suas próprias capacidades de produção de elementos semicondutores.
Desde 2018, além da concorrência direta, ambas as empresas iniciaram projetos em conjunto. Um exemplo notável foi o lançamento dos processadores Intel® Core™ de 8ª geração com gráficos integrados AMD Radeon™ RX Vega M, unindo assim os pontos fortes de ambas as empresas. Essa solução permitirá reduzir o tamanho de notebooks e mini-computadores, ao mesmo tempo em que aumentará o desempenho e a duração da bateria.
Conclusão
Ao longo da história de ambas as empresas, houve muitos episódios de desentendimentos e alegações mútuas. A luta pela liderança foi contínua e ainda persiste. Este ano, vimos uma atualização significativa na linha de Processadores Intel® Xeon® Scalable, conforme já mencionado , e agora é a vez da AMD subir ao palco.
Em breve, novos processadores AMD EPYC™ Rome estarão em nosso laboratório. sobre sua chegada em primeiro lugar.
Fonte: habr.com
