Spopad dveh ёкодзун

Do začetka prodaje novih procesorjev AMD EPYC™ Rome je ostalo manj kot en dan. V tem članku se spominjamo, kako se je začela zgodba o rivalstvu dveh največjih proizvajalcev CPU.

Prvi 8-bitni komercialno dostopni procesor na svetu je bil Intel® i8008, ki je bil izdan leta 1972. Procesor je imel taktiranje 200 kHz, izdelan je bil s tehnološkim procesom 10 μm (10000 nm) in je bil namenjen 'naprednim' kalkulatorjem, terminalom za vnos-izvoz in avtomatom za steklenice.

Leta 1974 je ta procesor postal osnova za mikroračunalnik Mark-8, predstavljen kot DIY projekt na naslovnici revije Radio-Electronics. Avtor projekta, Jonathan Titus, je ponujal vsem željnim brošuro po ceni 5 dolarjev, ki je vsebovala risbe vodnikov tiskanih vezij in opis postopka sestavljanja. Kmalu se je rodil podoben projekt osebnega mikroračunalnika Altair 8800, ki ga je ustvarila družba MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).

Začetek rivalstva

Dve leti po ustvarjanju i8008 je Intel izdal svoj novi čip — i8080, ki je temeljil na izboljšani arhitekturi i8008 in bil izdelan s tehnološkim procesom 6 μm (6000 nm). Ta procesor je bil približno 10-krat hitrejši od svojega predhodnika (taktna frekvenca 2 MHz) in je prejel bolj razvito sistem ukazov.

Obrnjen inženiring procesorja Intel® i8080, ki so ga izvršili trije nadarjeni inženirji — Sean in Kim Hayley ter Jay Kumar, je pripeljal do ustvarjanja modificiranega klona, ki je dobil ime AMD AM9080.

Sprva je AMD Am9080 izhajal brez licence, vendar je kasneje bilo sklenjeno licenčno soglasje z Intelom. Tako sta obe podjetji pridobili prednost na trgih čipov, saj so kupci želeli preprečiti morebitno odvisnost od enega samega dobavitelja. Prve prodaje so bile izjemno donosne, saj je strošek proizvodnje znašal 50 centov, sami čipi pa so jih aktivno kupovali vojaki po ceni 700 dolarjev za kos.

Po tem je Kim Hayley poskušal svoje sposobnosti v obrnjeni inženiringu pomnilniškega čipa Intel® EPROM 1702. Takrat je bila to najbolj napredna tehnologija trajne pomnilnosti. Poskus je uspel le delno — ustvarjeni klon je shranjeval podatke le 3 tedne pri sobni temperaturi.

Razbivši mnoge čipove i oslanjajući se na svoje hemijsko znanje, Kim je došao do zaključka da će bez tačne temperature rasta oksida biti nemoguće postići navedene Intelove parametre (10 godina pri 85 stepeni). Pokazavši talenat za socijalno inženjerstvo, nazvao je Intelovu proizvodnju i pitao na kojoj temperaturi rade njihove peći. Ispostavilo se da su mu bez oklevanja rekli tačnu cifru — 830 stepeni. Bingo! Naravno, ovakvi trikovi nisu mogli proći bez negativnih posledica.

Prvi sudski proces

Početkom 1981. godine Intel se pripremao za potpisivanje ugovora o proizvodnji procesora sa IBM-om, tada najvećim svetskim proizvođačem računara. Sama Intel još nije imala dovoljno proizvodnih kapaciteta da zadovolji potrebe IBM-a, pa je, da ne izgubi ugovor, morala pristati na kompromis. Ovaj kompromis bilo je licencno sprovođenje između Intela i AMD-a, što je omogućilo potonjoj da počne proizvodnju klonova Intel® 8086, 80186 i 80286.

Nakon 4 godine na tržištu procesora s x86 arhitekturom predstavljen je najnoviji Intel® 80386 sa taktnom frekvencijom od 33 MHz, izrađen po tehnologiji od 1 μm (1000 nm). U to vreme, AMD je takođe pripremao sličan čip pod nazivom Am386™, ali je proizvodnja odložena na neodređeno vreme zbog stroge odbijenice Intela da dostavi podatke o tehnologiji u okviru licencnog sporazuma. Ovo je i bio povod za pokretanje sudskog postupka.

Tokom sudskog procesa, Intel je pokušavao da dokaže da se uslovi sporazuma odnose samo na procesore prethodnih generacija, proizvedene pre 80386. AMD je s druge strane tvrdila da joj uslovi sporazuma omogućavaju ne samo reprodukciju 80386, već i budućih modela baziranih na x86 arhitekturi.

Sudski sporovi su trajali nekoliko godina i završili su pobedom AMD-a (Intel je isplatio AMD-u 1 milijardu dolara). Povjerenje između kompanija je prekinuto, a Am386™ je izašao tek 1991. godine. Ipak, procesor je bio veoma tražen, jer je radio na višoj frekvenciji od originala (40 MHz nasuprot 33 MHz).

Razvoj konkurencije

Prvim procesorom na svetu koji se temelji na hibridnoj CISC-RISC arhitekturi i ima matematički koprocesor (FPU) direktno na istom čipu bio je Intel® 80486. FPU je značajno ubrzao operacije sa pokretnim tačkama, oslobađajući CPU. Još jedna inovacija bilo je uvođenje mehanizma cevdnog izvršavanja instrukcija, što je takođe povećalo performanse. Veličina jednog elementa bila je od 600 do 1000 nm, a na čipu se nalazilo već od 0.9 do 1.6 miliona tranzistora.

AMD je s druge strane predstavio potpuno funkcionalni analog pod nazivom Am486 koristeći mikrokod Intel® 80386 i koprocesor Intel® 80287. Ova okolnost postala je povod za brojne sudske sporove. Sudska presuda iz 1992. godine potvrdila je da je AMD prekršio autorska prava u vezi sa mikrokodom FPU 80287, nakon čega je kompanija započela razvoj vlastitog mikrokoda.

Dalji sudski postupci su potvrdili, a ponekad i opovrgli prava AMD-a na korišćenje Intel® mikrokodova. Konačnu reč u ovim pitanjima imao je najviši sud Kalifornije, koji je proglasio nelegalnim pravo kompanije AMD da koristi mikrokod 80386. Na kraju je potpisan sporazum između obaju kompanija, što je ipak omogućilo AMD-u da proizvodi i prodaje procesore koji sadrže mikrokode 80287, 80386 i 80486.

Ostali igrači na tržištu x86, kao što su Cyrix, Texas Instruments i UMC, takođe su nastojali ponoviti uspeh Intela, izdajući funkcionalne analoge čipa 80486. Na ovaj ili onaj način, nisu uspeli. UMC je ispao iz trke nakon sudske zabrane prodaje svog Green CPU-a na teritoriji SAD-a. Cyrix nije uspeo da sklopi profitabilne ugovore sa velikim sklopiteljima, a vođeni su i sudski sporovi sa Intel-om u vezi sa eksploatacijom patentiranih tehnologija. Tako su lideri tržišta x86 ostali samo Intel i AMD.

Povećanje tempa

Trudeći se da steknu primat, i Intel i AMD su nastojali postići maksimalne performanse i brzinu. Tako je AMD prvi na svetu prešao granicu od 1 GHz, izdajući svoj Athlon™ (37 miliona tranzistora, 130 nm) na osnovi Thunderbird. U ovoj fazi 'trke', Intel je imao problema sa nestabilnošću drugog nivoa keša svog Pentium® III na osnovi Coppermine, što je izazvalo kašnjenje lansiranja proizvoda.

Zanimiva dejstvo — ime Athlon izhaja iz stare grščine in se lahko prevaja kot 'tekmovanje' ali 'bojišče, arena'.

Za AMD so prav tako uspešni koraki predstavljali izdaja dvojedrnega procesorja Athlon™ X2 (90 nm), nato pa po dveh letih procesor Quad-Core Opteron™ (65 nm), kjer so vsa 4 jedra vzgojena na enem kristalu, namesto da bi bila sestavljena iz 2 kristalov z 2 jedrima v vsakem. V istem času je Intel izdal svoje znane Core™ 2 Duo in Core™ 2 Quad, izdelane s 65 nm tehnologijo.

Sočasno z zviševanjem taktu in povečevanjem števila jeder se je postavilo resno vprašanje o usvajanju novih tehnoloških procesov ter o vstopu na druge trge. Največja transakcija podjetja AMD je bila nakup ATI Technologies za 5,4 milijarde dollarjev. Tako je AMD vstopil na trg grafičnih pospeševalnikov in postal glavni tekmec Nvidii. Intel pa je hkrati prevzel eno od enot Texas Instruments in podjetje Altera za 16,7 milijarde dollarjev. Rezultat tega je bil vstop na trg programirljivih logičnih vezij in SoC za potrošniško elektroniko.

Zanimiv podatek je, da je AMD od leta 2009 opustil lastno proizvodnjo in se osredotočil izključno na razvoj. Sodobni procesorji AMD se proizvajajo v obratih podjetij GlobalFoundries in TSMC. Intel pa nasprotno še naprej razvija lastne proizvodne zmogljivosti za proizvodnjo polprevodniških elementov.

Od leta 2018 so se poleg neposrednega konkurenčnega boja obema podjetjema pojavili tudi skupni projekti. Svetel primer je bila izdaja procesorjev Intel® Core™ 8. generacije z integrirano grafiko AMD Radeon™ RX Vega M, kar je združilo prednosti obeh podjetij. Ta rešitev bo omogočila zmanjšanje dimenzij prenosnikov in mini računalnikov, obenem pa povečala zmogljivost in čas delovanja na baterijo.

Zaključek

V celotni zgodovini obeh podjetij je bilo veliko epizod nesoglasij in medsebojnih obtožb. Borba za vodstvo se nenehno odvija in traja tudi danes. V tem letu smo videli resno posodobitev linije procesorjev Intel® Xeon® Scalable Processors, o čemer smo že pisali v našem blogu, in zdaj je prišel čas, da AMD stopi na oder.

V kratkem se bodo novi procesorji AMD EPYC™ Rome pojavili v našem laboratoriju. Odkrijte o njihovem prihodu prvi.

Izvor: habr.com