Zostáva menej ako 24 hodín do začiatku predaja nových procesorov AMD EPYC™ Rome. V tomto článku sme sa rozhodli pripomenúť, ako sa začal príbeh rivality dvoch najväčších výrobcov CPU.
Prvým 8-bitovým komerčne dostupným procesorom na svete sa stal Intel® i8008, uvedený na trh v roku 1972. Procesor mal taktovaciu frekvenciu 200 kHz, bol vyrobený technológiou 10 µm (10 000 nm) a bol určený pre "pokročilé" kalkulačky, terminály a automaty na plnenie fliaš.
V roku 1974 sa tento procesor stal základom pre mikropočítač Mark-8, ktorý bol predstavený ako DIY projekt na obálke časopisu Radio-Electronics. Autor projektu, Jonathan Titus, ponúkol každému záujemcovi brožúru za 5 dolárov, ktorá obsahovala nákresy vodičov plošných spojov a popis montáže. Čoskoro sa objavil podobný projekt osobného mikropočitača Altair 8800, vytvoreného spoločnosťou MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Začiatok rivality
O 2 roky po vzniku i8008 Intel uviedol svoj nový čip — i8080, založený na vylepšenej architektúre i8008 a vyrobený technológiou 6 µm (6000 nm). Tento procesor bol približne 10-krát rýchlejší ako jeho predchodca (taktovacia frekvencia 2 MHz) a mal rozvinutejšiu sadu príkazov.
Reverzné inžinierstvo procesora Intel® i8080, vykonané tromi talentovanými inžiniermi — Seanom a Kimom Haleyovými, ako aj Jayom Kumarom, viedlo k vytvoreniu modifikovanej kópie nazvanej AMD AM9080.
Zpočiatku bol AMD Am9080 vyrábaný bez licencie, avšak neskôr bola uzavretá licenčná dohoda s Intell. Takto obidve spoločnosti získali výhodu na trhoch s čipmi, keďže zákazníci sa snažili vyhnúť možnej závislosti od jediného dodávateľa. Prvé predaje boli veľmi výhodné, keďže náklady na výrobu boli 50 centov, zatiaľ čo samotné čipy boli aktívne kupované armádou po 700 dolárov za kus.
Po tomto sa Kim Haley rozhodol vyskúšať svoje sily v reverznom inžinierstve pamäťového čipu Intel® EPROM 1702. V tom čase to bola najprogresívnejšia technológia trvalej pamäte. Pokus bol úspešný len čiastočne — vytvorená kópia uchovávala údaje len 3 týždne pri izbovej teplote.
Rozbitím množstva čipov a na základe svojich chemických znalostí Kim dospel k záveru, že bez presného poznania teploty rastu oxidu nebude možné dosiahnuť deklarované ukazovatele Intel (10 rokov pri 85 stupňoch). Prejavujúc talent sociálnej inžinierskej techniky, zavolal na výrobu Intel a opýtal sa, pri akej teplote fungujú ich pece. Prekvapivo mu bez váhania oznámili presné číslo — 830 stupňov. Bingo! Samozrejme, podobné triky nemohli mať iné negatívne dôsledky.
Prvý súdny proces
Na začiatku roku 1981 sa Intel pripravoval na uzatvorenie zmluvy o výrobe procesorov s IBM, v tom čase najväčším výrobcom počítačov na svete. Intel vtedy ešte nemal dostatočné výrobné kapacity na pokrytie potrieb IBM, a tak bolo nevyhnutné dosiahnuť kompromis, aby sa zmluva nestratila. Týmto kompromisom bolo licenčné dojednanie medzi Intel a AMD, ktoré umožnilo tomu druhému začať výrobu klonov Intel® 8086, 80186 a 80286.
O štyri roky neskôr sa na trhu procesorov s architektúrou x86 predstavil najnovší Intel® 80386 s taktnou frekvenciou 33 MHz, vyrobený pomocou technológie 1 μm (1000 nm). V tom čase AMD pripravovalo podobný čip nazvaný Am386™, avšak jeho uvedenie na trh bolo neustále odkladané kvôli kategorickému odmietnutiu Intel poskytnúť údaje o technológii v rámci licenčného dojednania. To sa stalo dôvodom na podanie žaloby.
V rámci súdneho procesu sa Intel snažila dokázať, že podmienky dohody sa vzťahujú iba na procesory predchádzajúcich generácií, ktoré boli vydané pred 80386. AMD naopak trvalo na tom, že podmienky dohody jej umožňujú nielen reprodukovať 80386, ale aj budúce modely založené na architektúre x86.
Súdne konania sa natiahli na niekoľko rokov a skončili víťazstvom AMD (Intel vyplatil AMD 1 miliardu dolárov). Dôverné vzťahy medzi spoločnosťami sa skončili a Am386™ sa na trh dostal až v roku 1991. Napriek tomu bol procesor veľmi žiadaný, pretože pracoval na vyšších frekvenciách než originál (40 MHz oproti 33 MHz).
Rozvoj konkurencie
Prvým procesorom na svete, ktorý bol založený na hybridnom CISC-RISC jadre a mal matematický koprocesor (FPU) priamo na tom istom kryštáli, sa stal Intel® 80486. FPU umožnil výrazne urýchliť operácie s pohyblivou desatinnou čiarkou, čím odľahčil CPU. Ďalšou inováciou bolo zavedenie konveyorového mechanizmu vykonávania inštrukcií, čo tiež zvýšilo výkon. Veľkosť jedného prvku bola od 600 do 1000 nm, pričom na kryštáli sa už nachádzalo od 0,9 do 1,6 milióna tranzistorov.
AMD na druhej strane predstavila plne funkčný ekvivalent s názvom Am486 s využitím mikrokódu Intel® 80386 a koprocesora Intel® 80287. Tento fakt spôsobil množstvo súdnych sporov. Súdne rozhodnutie z roku 1992 potvrdilo, že AMD porušila autorské práva týkajúce sa mikrokódu FPU 80287, po čom sa spoločnosť pustila do vývoja vlastného mikrokódu.
Ďalšie súdne procesy to potvrdzovali, alebo vyvracali práva AMD na používanie mikrokódov Intel®. Konečnú bodku v týchto otázkach dal najvyšší súd štátu Kalifornia, ktorý uznal nelegálnym právo spoločnosti AMD používať mikrokód 80386. Výsledkom bolo podpísanie dohody medzi oboma spoločnosťami, čo predsa len umožnilo AMD vyrábať a predávať procesory obsahujúce mikrokód 80287, 80386 a 80486.
Ostatní hráči na trhu x86, ako Cyrix, Texas Instruments a UMC tiež usilovali o zopakovanie úspechu Intelu, pričom vydávali funkčné ekvivalenty čipu 80486. Tak či onak sa im to nepodarilo. UMC vypadla z boja po súdnom zákaze predaja svojho Green CPU na území USA. Cyrix sa nepodarilo uzavrieť výhodné zmluvy s veľkými montážnikmi a tiež prebiehali súdne spory s Intely ohľadom využívania patentovaných technológií. Tým pádom lídrami trhu x86 zostávali len Intel a AMD.
Zrýchlenie tempa
Snažiac sa získať prvenstvo, a Intel, a AMD sa snažili dosiahnuť maximálny výkon a rýchlosť. Tak AMD ako prvé na svete prekonalo hranicu 1 GHz, keď vydalo svoj Athlon™ (37 miliónov tranzistorov, 130 nm) na jadre Thunderbird. V tejto fáze „pretekov“ mal Intel problémy s nestabilitou druhého úrovňového cache u svojho Pentium® III na jadre Coppermine, čo spôsobilo oneskorenie vydania produktu.
Zaujímavý fakt — názov Athlon pochádza zo starogréčtiny a môže sa preložiť ako „sutaz“ alebo „miesto boja, aréna“.
Rovnako úspešnými krokmi pre AMD bola výroba dvojjadrového procesora Athlon™ X2 (90 nm) a o dva roky neskôr Quad-Core Opteron™ (65 nm), kde sú všetky 4 jadrá vypestované na jednom čipe, a nie ako zostava z 2 čipov s 2 jadrami každé. Zatiaľ čo Intel uvádza na trh svoje známe Core™ 2 Duo a Core™ 2 Quad, vyrobené pomocou 65 nm technologického procesu.
Spolu so zvyšovaním taktovacích frekvencií a počtu jadier sa ostro objavila otázka osvojovania si nových technologických procesov a expanzie na iné trhy. Najväčšou akvizíciou spoločnosti AMD sa stalo prevzatie ATI Technologies za 5,4 miliardy dolárov. Týmto spôsobom AMD vstúpila na trh grafických akcelerátorov a stala sa hlavným konkurentom Nvidia. Intel na druhej strane prevzal jednu z divízií Texas Instruments a spoločnosť Altera za 16,7 miliardy dolárov. Výsledkom bol vstup na trh programovateľných logických obvodov a SoC pre spotrebnú elektroniku.
Zaujal fakt, že od roku 2009 sa AMD vzdala vlastnej výroby a sústredila sa výhradne na vývoj. Moderné procesory AMD sa vyrábajú v výrobných závodoch spoločností GlobalFoundries a TSMC. Intel naopak neustále rozvíja vlastné výrobné kapacity na výrobu polovodičových prvkov.
Od roku 2018 sa okrem priamej konkurencie obom spoločnostiam objavili aj spoločné projekty. Jasným príkladom bola výroba procesorov Intel® Core™ 8. generácie s integrovanou grafikou AMD Radeon™ RX Vega M, ktoré spojili silné stránky oboch spoločností. Toto riešenie umožní zmenšiť veľkosti notebookov a mini počítačov a zároveň zvýšiť výkon a výdrž batérie.
Záver
Počas celej histórie oboch spoločností došlo k mnohým epizódam nezhôd a vzájomných sťažností. Súťaž o prvenstvo prebiehala nepretržite a pokračuje až do teraz. Tento rok sme videli vážnu aktualizáciu radu procesorov Intel® Xeon® Scalable, o čom sme už písali , a teraz nastal čas, aby sa AMD dostalo na scénu.
Už veľmi čoskoro sa nové procesory AMD EPYC™ Rome objavia v našej laboratórii. o ich príchode ako prví.
Zdroj: habr.com
