Залишилося менше доби до початку продажу нових процесорів AMD EPYC Rome. У цій статті ми вирішили згадати, з чого розпочиналася історія суперництва двох найбільших виробників CPU.
Першим 8-бітним комерційно доступним процесором у світі став Intel i8008, випущений в 1972 році. Процесор мав тактову частоту 200 кГц, був виконаний по 10 мкм (10000 нм) технологічному процесу і призначався для «просунутих» калькуляторів, терміналів введення-виведення та автоматів пляшкового розливу.
В 1974 цей процесор став основою для мікрокомп'ютера Mark-8, представленого у вигляді DIY-проекту на обкладинці журналу Radio-Electronics. Автор проекту, Джонатан Тітус, пропонував усім охочим буклет вартістю 5 доларів, що містить малюнки провідників друкованих плат та опис процесу складання. Незабаром з'явився схожий проект персонального мікрокомп'ютера Altair 8800, створеного компанією MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems).
Початок суперництва
Через 2 роки після створення i8008 Intel випустила свій новий чіп - i8080, заснований на вдосконаленій архітектурі i8008 та виконаний по 6 мкм (6000 нм) технологічному процесу. Цей процесор був приблизно в 10 разів швидше за попередника (тактова частота 2 МГц) і отримав більш розвинену систему команд.
Реверс-інжиніринг процесора Intel® i8080, виконаний трьома талановитими інженерами - Шоном і Кімом Хейлі, а також Джеєм Кумаром, призвів до створення модифікованого клону, який отримав назву AMD AM9080.
Спочатку AMD Am9080 випускався без ліцензії, проте пізніше було укладено ліцензійну угоду з Intel. Таким чином, обидві компанії отримали перевагу на ринках чіпів, оскільки покупці намагалися уникнути можливої залежності від єдиного постачальника. Перші ж продажі були вкрай вигідними, оскільки собівартість виробництва становила 50 центів, а самі чіпи активно купувалися військовими по 700 доларів за штуку.
Після цього Кім Хейлі вирішив спробувати свої сили в реверс-інжинірингу мікросхеми пам'яті Intel EPROM 1702. На той момент це була найпрогресивніша технологія постійної пам'яті. Затія вдалася лише частково - створений клон зберігав дані лише 3 тижні за кімнатної температури.
Розламавши безліч чіпів і ґрунтуючись на своїх знаннях хімії, Кім зробив висновок, що без знання точної температури зростання оксиду неможливо буде досягти заявлених показників Intel (10 років при 85 градусах). Виявивши талант соціальної інженерії, він зателефонував виробництва Intel і запитав, на якій температурі працюють їх печі. Дивно, але йому без вагань повідомили влучну цифру — 830 градусів. Бінґо! Зрозуміло, подібні трюки не могли не спричинити негативних наслідків.
Перший судовий процес
На початку 1981 року Intel готувалися до укладання контракту виробництва процесорів з IBM, найбільшим на той момент виробником комп'ютерів у світі. Сама Intel ще не мала достатніх виробничих потужностей для закриття потреб IBM, тому, щоб не втратити контракт, довелося піти на компроміс. Цим компромісом стала ліцензійна угода між Intel та AMD, що дозволило останній розпочати виробництво клонів Intel® 8086, 80186 та 80286.
Через 4 роки на ринку процесорів з архітектурою x86 був представлений найновіший Intel 80386 з тактовою частотою 33 МГц і виконаний по 1 мкм (1000 нм) технологічному процесу. AMD у цей час також готували аналогічний чіп під назвою Am386™, проте випуск був відкладений на невизначений термін через категоричну відмову Intel надавати дані про технологію в рамках ліцензійної угоди. Це стало приводом для звернення до суду.
У рамках судового процесу Intel намагалася довести, що умови угоди поширюються лише на процесори попередніх поколінь, випущених до 80386. AMD у свою чергу наполягала на тому, що умови угоди дозволяють їй не лише відтворювати 80386, а й майбутні моделі на базі архітектури x86.
Судові розгляди затяглися на кілька років і завершилися перемогою AMD (Intel виплатила AMD 1 млрд. доларів). Довірчим відносинам між компаніями настав кінець, а Am386 вийшов тільки в 1991 році. Тим не менш, процесор був дуже затребуваний, оскільки працював на вищій частоті, ніж оригінал (40 МГц проти 33 МГц).
Розвиток конкуренції
Першим процесором у світі, заснованим на гібридному CISC-RISC-ядрі і що має математичний співпроцесор (FPU) безпосередньо на тому ж кристалі, став Intel 80486. FPU дозволив серйозно прискорювати операції з плаваючою точкою, знімаючи навантаження з CPU. Ще однією інновацією стало використання конвеєрного механізму виконання інструкцій, що також збільшувало продуктивність. Розмір одного елемента був від 600 до 1000 нм, але в кристалі розміщувалося вже від 0,9 до 1,6 млн транзисторів.
AMD у свою чергу представила повний функціональний аналог під назвою Am486 з використанням мікрокоду Intel 80386 і співпроцесора Intel 80287. Ця обставина стала приводом для численних судових розглядів. Судове рішення від 1992 року підтвердило, що AMD порушила авторські права щодо мікрокоду FPU 80287, після чого компанія розпочала розробку власного мікрокоду.
Подальші судові процеси підтверджували, то спростовували права AMD на використання мікрокодів Intel®. Остаточну точку в цих питаннях поставив верховний суд штату Каліфорнія, визнавши незаконним право компанії AMD використовувати мікрокод 80386. Підсумком стало підписання угоди між обома компаніями, що все ж таки дозволило AMD виробляти і продавати процесори, що містять мікрокод 80287, 80386 та 80486.
Інші гравці на ринку x86, такі як Cyrix, Texas Instruments та UMC також прагнули повторити успіх Intel, випускаючи функціональні аналоги чіпа 80486. Так чи інакше їм це не вдалося. UMC вибула із гонки після судової заборони продажу свого Green CPU на території США. Cyrix не вдалося укласти вигідні контракти з великими збирачами, а також велися судові позови з Intel щодо експлуатації патентованих технологій. Таким чином, лідерами ринку x86 залишалися лише Intel та AMD.
Нарощування темпів
Прагнучи завоювати першість, і Intel, і AMD намагалися досягти максимальної продуктивності та швидкості. Так AMD першою у світі подолала планку в 1 ГГц, випустивши свій Athlon™ (37 млн. транзисторів, 130 нм) на ядрі Thunderbird. На цьому етапі "перегони" Intel мала проблеми з нестабільністю кеша другого рівня у свого Pentium III на ядрі Coppermine, що і викликало затримку випуску продукту.
Цікавий факт — назва Athlon прийшла із давньогрецької мови і може перекладатися як «змагання» чи «місце бою, арена».
Такими ж успішними етапами стали для AMD випуск двоядерного процесора Athlon X2 (90 нм), а через 2 роки Quad-Core Opteron ™ (65 нм), де всі 4 ядра вирощені на одному кристалі, а не являють собою збірку з 2 кристалів по 2 ядра у кожному. У той же час Intel випускає свої знамениті Core 2 Duo і Core 2 Quad, виконані по 65 нм технологічному процесу.
Разом із збільшенням тактових частот та збільшенням кількості ядер гостро постало питання про освоєння нових технологічних процесів, а також виходу на інші ринки. Найбільшою угодою корпорації AMD стала покупка ATI Technologies за 5,4 млрд. доларів. Таким чином AMD вийшла на ринок графічних прискорювачів і стала основним конкурентом Nvidia. Intel же у свою чергу придбала один із підрозділів Texas Instruments, а також компанію Altera за 16,7 млрд доларів. Результатом став вихід ринку програмованих логічних інтегральних схем і SoC для споживчої електроніки.
Цікавим фактом є те, що з 2009 року AMD відмовилася від власного виробництва, зосередившись виключно на розробці. Сучасні процесори AMD випускаються на виробничих потужностях компаній GlobalFoundries та TSMC. Intel, навпаки, продовжує розвивати власні виробничі потужності з виробництва напівпровідникових елементів.
З 2018 року, крім прямої конкуренції, у обох компаній з'явилися і спільні проекти. Яскравим прикладом став випуск процесорів Intel Core 8-го покоління з інтегрованою графікою AMD Radeon RX Vega M, об'єднавши таким чином сильні сторони обох компаній. Таке рішення дозволить зменшити розміри ноутбуків та міні-комп'ютерів, одночасно збільшуючи продуктивність та час автономної роботи.
Висновок
За історію існування обох компаній було безліч епізодів розбіжностей і взаємних претензій. Боротьба за лідерство йшла безперервно і триває зараз. Цього року ми побачили серйозне оновлення лінійки Intel Xeon Scalable Processors, про що вже розповідали , і ось настав час черга AMD вийти на сцену.
Вже скоро нові процесори AMD EPYC™ Rome з'являться в нашій лабораторії. про їх надходження першими.
Джерело: habr.com