Det Àr mindre Àn ett dygn kvar till starten av försÀljningen av de nya AMD EPYC⹠Rome-processorerna. I den hÀr artikeln vill vi Äteruppleva början av konkurrensen mellan de tvÄ största tillverkarna av CPU:er.
Den första kommersiella 8-bitarsprocessorn i vĂ€rlden var IntelÂź i8008, som slĂ€pptes 1972. Processorn hade en klockfrekvens pĂ„ 200 kHz, tillverkades med en teknik pĂ„ 10 ÎŒm (10000 nm) och var avsedd för 'avancerade' rĂ€knare, in- och utmatningsterminaler och flaskmaskiner.
Ă
r 1974 blev denna processor grunden för mikrodatorn Mark-8, som presenterades som ett DIY-projekt pÄ omslaget av tidningen Radio-Electronics. Projektets författare, Jonathan Titus, erbjöd alla intresserade en broschyr för 5 dollar som innehöll ritningar av kretskort och beskrivningar av monteringsprocessen. Snart föddes ett liknande projekt för den personliga mikrodatorn Altair 8800, skapad av företaget MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Konkurrensens början
TvĂ„ Ă„r efter skapandet av i8008 slĂ€ppte Intel sin nya chip â i8080, baserat pĂ„ en förbĂ€ttrad arkitektur av i8008 och tillverkad med en teknik pĂ„ 6 ÎŒm (6000 nm). Denna processor var ungefĂ€r 10 gĂ„nger snabbare Ă€n sin föregĂ„ngare (klockfrekvens 2 MHz) och hade ett mer utvecklat instruktionssystem.
Reverse engineering av IntelÂź i8080-processorn, utförd av tre begĂ„vade ingenjörer â Sean och Kim Hailey samt Jay Kumar, ledde till skapandet av en modifierad klon som fick namnet AMD AM9080.
Till en början tillverkades AMD Am9080 utan licens, men senare tecknades ett licensavtal med Intel. PÄ sÄ sÀtt fick bÄda företagen fördelar pÄ chipmarknaderna, eftersom köpare försökte undvika eventuell beroende av en ensam leverantör. De första försÀljningarna var mycket lönsamma, dÄ tillverkningskostnaden var 50 cent och chipen sÄldes aktivt till militÀren för 700 dollar styck.
DĂ€refter beslutade Kim Hailey att pröva sina krafter med reverse engineering av IntelÂź EPROM 1702-minneschipet. DĂ„ var detta den mest avancerade teknologin för permanent minne. Projektet lyckades endast delvis â den skapade klonen kunde bara lagra data i tre veckor vid rumstemperatur.
Genom att bryta mĂ„nga chip och med hjĂ€lp av sina kemikunskaper drog Kim slutsatsen att utan att veta den exakta temperaturen för oxidens tillvĂ€xt kommer det att vara omöjligt att uppnĂ„ de angivna resultaten frĂ„n Intel (10 Ă„r vid 85 grader). Genom att anvĂ€nda sin sociala ingenjörskonst ringde han till Intels fabrik och frĂ„gade vid vilken temperatur deras ugnar arbetar. FörvĂ„nande nog fick han omedelbart det exakta svaret â 830 grader. Bingo! Naturligtvis kunde sĂ„dana trick inte leda till annat Ă€n negativa konsekvenser.
Den första rÀttegÄngen
I början av 1981 förberedde Intel för att sluta ett kontrakt för processorproduktion med IBM, den största datorproducenten i vÀrlden vid den tiden. Intel hade fortfarande inte tillrÀckliga produktionskapaciteter för att möta IBMs behov, sÄ för att inte förlora kontraktet var de tvungna att kompromissa. Denna kompromiss blev ett licensavtal mellan Intel och AMD, som gjorde det möjligt för den senare att börja producera kloner av IntelŸ 8086, 80186 och 80286.
Fyra Ă„r senare presenterades den senaste IntelÂź 80386 pĂ„ processorernas marknad med en klockfrekvens pĂ„ 33 MHz och tillverkad med en teknologisk process pĂ„ 1 ”m (1000 nm). Under denna tid förberedde Ă€ven AMD en liknande chip som kallades Am386âą, men lanseringen sköts upp pĂ„ obestĂ€md tid pĂ„ grund av Intels kategoriska vĂ€gran att ge data om teknologin inom ramen för licensavtalet. Detta blev grunden för att gĂ„ till domstol.
Under rÀttegÄngen försökte Intel bevisa att villkoren i avtalet endast gÀllde för processorer frÄn föregÄende generationer, som slÀppts före 80386. AMD Ä sin sida hÀvdade att avtalsvillkoren tillÀt dem att inte bara reproducera 80386, utan Àven framtida modeller baserade pÄ x86-arkitekturen.
RÀttsliga processer drog ut pÄ tiden i flera Är och avslutades med att AMD segrade (Intel betalade AMD 1 miljard dollar). De förtroendefulla relationerna mellan företagen dog ut, och Am386⹠lanserades först 1991. Trots detta var processorn mycket efterfrÄgad, eftersom den arbetade vid en högre frekvens Àn originalet (40 MHz mot 33 MHz).
Konkurrensens utveckling
Den första processorn i vÀrlden som baserades pÄ en hybrid CISC-RISC-kÀrna och hade en matematisk co-processor (FPU) direkt pÄ samma chip var IntelŸ 80486. FPU möjliggjorde betydande acceleration av flyttaloperationer, vilket avlastade CPU. En annan innovation var införandet av en pipelining-mekanism för exekvering av instruktioner, vilket ocksÄ ökade prestandan. Storleken pÄ ett element varierade frÄn 600 till 1000 nm, och pÄ chippet fanns redan frÄn 0,9 till 1,6 miljoner transistorer.
AMD Ä sin sida presenterade en fullt fungerande motsvarighet med namnet Am486 som anvÀnde mikrokoden frÄn IntelŸ 80386 och co-processorn IntelŸ 80287. Detta ledde till mÄnga rÀttsliga tvister. En domslut frÄn 1992 bekrÀftade att AMD hade brutit mot upphovsrÀtten avseende mikrokoden 80287, efter vilket företaget pÄbörjade utvecklingen av sin egen mikrokod.
Vidare rÀttsliga processer bekrÀftade och ifrÄgasatte AMD:s rÀttigheter att anvÀnda IntelŸ mikrokod. Högsta domstolen i Kalifornien satte slutpunkt i dessa frÄgor genom att erkÀnna att AMD:s anvÀndning av mikrokoden 80386 var olaglig. Detta ledde till undertecknandet av ett avtal mellan de bÄda företagen, vilket ÀndÄ möjliggjorde för AMD att producera och sÀlja processorer som innehöll mikrokod 80287, 80386 och 80486.
Ăvriga aktörer pĂ„ x86-marknaden, sĂ„som Cyrix, Texas Instruments och UMC, strĂ€vade ocksĂ„ efter att upprepa Intels framgĂ„ng genom att slĂ€ppa funktionella motsvarigheter till 80486-chippet. PĂ„ ett eller annat sĂ€tt lyckades de inte. UMC drogs ur racet efter en dom som förbjöd försĂ€ljningen av deras Green CPU i USA. Cyrix lyckades inte ingĂ„ lönsamma kontrakt med större sammansĂ€ttare och deltog dessutom i rĂ€ttsliga strider med Intel angĂ„ende utnyttjande av patenterad teknik. DĂ€rmed förblev Intel och AMD de enda marknadsledarna inom x86.
Ăkande hastighet
I sitt strÀvan att vinna förstaplatsen försökte bÄde Intel och AMD nÄ maximal prestanda och hastighet. SÄledes blev AMD den första i vÀrlden att övervinna 1 GHz-grÀnsen med sin Athlon⹠(37 miljoner transistorer, 130 nm) baserad pÄ Thunderbird-kÀrnan. Vid denna tidpunkt stötte Intel pÄ problem med instabilitet i andra nivÄn cache pÄ sin PentiumŸ III med Coppermine-kÀrnan, vilket ledde till en försening av produktlanseringen.
En intressant fakta Àr att namnet Athlon hÀrstammar frÄn det antika grekiska sprÄket och kan översÀttas som "tÀvling" eller "stridsplats, arena".
Liknande framgÄngsrika steg för AMD blev lanseringen av tvÄkÀrniga processorn Athlon⹠X2 (90 nm) och tvÄ Är senare Quad-Core Opteron⹠(65 nm), dÀr alla fyra kÀrnor Àr tillverkade pÄ en och samma chip, istÀllet för att bestÄ av tvÄ chips med tvÄ kÀrnor vardera. Samtidigt slÀppte Intel sina berömda Core⹠2 Duo och Core⹠2 Quad, vilka tillverkas med en 65 nm teknologi.
Med ökningen av klockfrekvenser och antal kÀrnor blev frÄgan om implementering av nya tillverkningsprocesser samt att nÄ andra marknader mer akut. Den största affÀren för AMD var förvÀrvet av ATI Technologies för 5,4 miljarder dollar. PÄ sÄ sÀtt kom AMD in pÄ marknaden för grafiska acceleratorer och blev en stor konkurrent till Nvidia. Intel Ä sin sida förvÀrvade en avdelning av Texas Instruments samt företaget Altera för 16,7 miljarder dollar. Resultatet blev en intrÀde pÄ marknaden för programmerbara logiska integrerade kretsar och SoC för konsumentelektronik.
En anmÀrkningsvÀrd fakta Àr att sedan 2009 har AMD övergivit egen tillverkning och fokuserat helt pÄ utveckling. Moderna AMD-processorer tillverkas pÄ produktionsanlÀggningar som tillhör GlobalFoundries och TSMC. Intel Ä sin sida fortsÀtter att utveckla sina egna produktionsanlÀggningar för tillverkning av halvledare.
Sedan 2018, förutom direkt konkurrens, har bÄda företagen ocksÄ pÄbörjat gemensamma projekt. Ett tydligt exempel Àr lanseringen av IntelŸ Core⹠8:e generationen processorer med integrerad grafik frÄn AMD Radeon⹠RX Vega M, vilket kombinerar styrkorna hos bÄda företagen. Denna lösning kommer att minska storleken pÄ bÀrbara datorer och mini-datorer, samtidigt som prestandan och batteritiden ökar.
Slutsats
Under hela historien hos bÄda företagen har det funnits mÄnga episoder av oenigheter och ömsesidiga anklagelser. Kampen om ledarskapet har pÄgÄtt kontinuerligt och fortsÀtter Àn idag. I Är har vi sett en betydande uppgradering av IntelŸ XeonŸ Scalable Processors, som vi redan har berÀttat om , och nu Àr det dags för AMD att kliva fram.
Snart kommer de nya processorerna AMD EPYC⹠Rome att dyka upp i vÄrt labb. om deras ankomst först.
KĂ€lla: habr.com
