История создания процессоров. Становление компании AMD, как мирового бренда на рынке микропроцессоров Делают процессоры amd

Процессор - это основной компонент компьютера, без него ничего работать не будет. С момента выпуска первого процессора эта технология развивается семимильными темпами. Менялись архитектуры и поколения процессоров AMD и Intel.

В одной из предыдущих статей мы рассматривали , в это статье мы рассмотрим поколения процессоров AMD, рассмотрим из чего все начиналось, и как совершенствовалось пока процессоры не стали такими, как они есть сейчас. Иногда очень интересно понять как развивалась технология.

Как вы уже знаете, изначально, компанией, которая выпускала процессоры для компьютера была Intel. Но правительству США не нравилось, что такая важная для оборонной промышленности и экономики страны деталь выпускается только одной компанией. С другой стороны, были и другие желающие выпускать процессоры.

Была основана компания AMD, Intel поделилась с ними всеми своими наработками и разрешила AMD использовать свою архитектуру для выпуска процессоров. Но продлилось это недолго, спустя несколько лет Intel перестала делиться новыми наработками и AMD пришлось улучшать свои процессоры самим. Под понятием архитектура мы будем подразумевать микроархитектуру, расположение транзисторов на печатной плате.

Первые архитектуры процессоров

Сначала кратко рассмотрим первые процессоры, выпускаемые компанией. Самым первым был AM980, он был полным восьмиразрядного процессора Intel 8080.

Следующим процессором был AMD 8086, клон Intel 8086, который выпускался по контракту с IBM, из-за которого Intel была вынуждена лицензировать эту архитектуру конкуренту. Процессор был 16-ти разрядным, имел частоту 10 МГц, а для его изготовления использовался техпроцесс 3000 нм.

Следующим процессором был клон Intel 80286- AMD AM286, по сравнению с устройством от Intel, он имел большую тактовую частоту, до 20 МГц. Техпроцесс уменьшился до 1500 нм.

Дальше был процессор AMD 80386, клон Intel 80386, Intel была против выпуска этой модели, но компании удалось выиграть иск в суде. Здесь тоже была поднята частота до 40 МГц, тогда как у Intel она была только 32 МГц. Техпроцесс - 1000 нм.

AM486 - последний процессор, выпущенный на основе наработок Intel. Частота процессора была поднята до 120 МГц. Дальше, из-за судебных разбирательств AMD больше не смогла использовать технологии Intel и им пришлось разрабатывать свои процессоры.

Пятое поколение - K5

AMD выпустила свой первый процессор в 1995 году. Он имел новую архитектуру, которая основывалась на ранее разработанной архитектуре RISC. Обычные инструкции перекодировались в микроинструкции, что помогло очень сильно поднять производительность. Но тут AMD не смогла обойти Intel. Процессор имел тактовую частоту 100 МГц, тогда как Intel Pentium уже работал на частоте 133 МГц. Для изготовления процессора использовался техпроцесс 350 нм.

Шестое поколение - K6

AMD не стала разрабатывать новую архитектуру, а решила приобрести компанию NextGen и использовать ее наработки Nx686. Хотя эта архитектура очень отличалась, здесь тоже использовалось преобразование инструкций в RISC, и она тоже не обошла Pentium II. Частота процессора была 350 МГц, потребляемая мощность - 28 Ватт, а техпроцесс 250 нм.

Архитектура K6 имела несколько улучшений в будущем, в K6 II было добавлено несколько наборов дополнительных инструкций, улучшивших производительность, а в K6 III добавлен кєш L2.

Седьмое поколение - K7

В 1999 году появилась новая микроархитектура процессоров AMD Athlon. Здесь была значительно увеличена тактовая частота, до 1 ГГц. Кэш второго уровня был вынесен на отдельный чип и имел размер 512 кб, кэш первого уровня - 64 Кб. Для изготовления использовался техпроцесс 250 нм.

Было выпущено еще несколько процессоров на архитектуре Athlon, в Thunderbird кэш второго уровня вернулся на основную интегральную схему, что позволило увеличить производительность, а техпроцесс был уменьшен до 150 нм.

В 2001 году были выпущены процессоры на основе архитектуры процессоров AMD Athlon Palomino c тактовой частотой 1733 МГц, кэшем L2 256 Мб и техпроцессом 180 нм. Потребляемая мощность достигала 72 Ватт.

Улучшение архитектуры продолжалось и в 2002 году компания выпустила на рынок процессоры Athlon Thoroughbred, которые использовали техпроцесс 130 нм и работали на тактовой частоте 2 ГГц. В следующем улучшении Barton была увеличена тактовая частота до 2,33 ГГц и увеличен в два раза размер кэша L2.

В 2003 году AMD выпустила архитектуру K7 Sempron, которая имела тактовую частоту 2 ГГц тоже с техпроцессом 130 нм, но уже дешевле.

Восьмое поколение - K8

Все предыдущие поколения процессоров были 32 битной разрядности и только архитектура K8 начала поддерживать технологию 64 бит. Архитектура притерпела много изменений, теперь процессоры теоретически могли работать с 1 Тб оперативной памяти, контроллер памяти переместили в процессор, что улучшило производительность по сравнению с K7. Также здесь была добавлена новая технология обмена данными HyperTransport.

Первые процессоры на архитектуре K8 были Sledgehammer и Clawhammer, они имели частоту 2,4-2,6 ГГц и тот же техпроцесс 130 нм. Потребляемая мощность - 89 Вт. Дальше, как и с архитектурой K7 компания выполняла медленное улучшение. В 2006 году были выпущены процессоры Winchester, Venice, San Diego, которые имели тактовую частоту до 2,6 ГГц и техпроцесс 90 нм.

В 2006 году вышли процессоры Orleans и Lima, которые имели тактовую частоту 2,8 ГГц, Последний уже имел два ядра и поддерживал память DDR2.

Наряду с линейкой Athlon, AMD выпустила линейку Semron в 2004 году. Эти процессоры имели меньшую частоту и размер кэша, но были дешевле. Поддерживалась частота до 2,3 ГГц и кэш второго уровня до 512 Кб.

В 2006 году продолжилось развитие линейки Athlon. Были выпущены первые двухъядерные процессоры Athlon X2: Manchester и Brisbane. Они имели тактовую частоту до 3,2 ГГц, техпроцесс 65 нм и потребляемую мощность 125 Вт. В том же году была представлена бюджетная линейка Turion, с тактовой частотой 2,4 ГГц.

Десятое поколение - K10

Следующей архитектурой от AMD была K10, она похожа на K8, но получила много усовершенствований, среди которых увеличение кэша, улучшение контроллера памяти, механизма IPC, а самое главное - это четырехъядерная архитектура.

Первой была линейка Phenom, эти процессоры использовались в качестве серверных, но они имели серьезную проблему, которая приводила к зависанию процессора. Позже AMD исправили ее программно, но это снизило производительность. Также были выпущены процессоры в линейках Athlon и Operon. Процессоры работали на частоте 2,6 ГГц, имели 512 кб кэша второго уровня, 2 Мб кэша третьего уровня и были изготовлены по техпроцессу 65 нм.

Следующим улучшением архитектуры была линейка Phenom II, в которой AMD выполнила переход техпроцесс на 45 нм, чем значительно снизила потребляемую мощность и расход тепла. Четырехъядерные процессоры Phenom II имели частоту до 3,7 ГГц, кэш третьего уровня до 6 Мб. Процессор Deneb уже поддерживал память DDR3. Затем были выпущены двухъядерные и трех ядерные процессоры Phenom II X2 и X3, которые не набрали большой популярности и работали на более низких частотах.

В 2009 году были выпущены бюджетные процессоры AMD Athlon II. Они имели тактовую частоту до 3.0 ГГц, но для уменьшения цены был вырезан кэш третьего уровня. В линейке был четырехъядерный процессор Propus и двухъядерный Regor. В том же году была обновлена линейка продуктов Semton. Они тоже не имели кэша L3 и работали на тактовой частоте 2,9 ГГц.

В 2010 были выпущены шести ядерный Thuban и четырехъядерный Zosma, которые могли работать с тактовой частотой 3,7 ГГц. Частота процессора могла меняться в зависимости от нагрузки.

Пятнадцатое поколение - AMD Bulldozer

В октябре 2011 года на замену K10 пришла новая архитектура - Bulldozer. Здесь компания пыталась использовать большое количество ядер и высокую тактовую частоту чтобы опередить Sandy Bridge от Intel. Первый чип Zambezi не смог даже превзойти Phenom II, уже не говоря про Intel.

Через год после выпуска Bulldozer, AMD выпустила улучшенную архитектуру, под кодовым именем Piledriver. Здесь была увеличена тактовая частота и производительность примерно на 15% без увеличения потребляемой мощности. Процессоры имели тактовую частоту до 4,1 ГГц, потребляли до 100 Вт и для их изготовления использовался техпроцесс 32 нм.

Затем была выпущена линейка процессоров FX на этой же архитектуре. Они имели тактовую частоту до 4,7 ГГц (5 ГГц при разгоне), были версии на четыре, шесть и восемь ядер, и потребляли до 125 Вт.

Следующее улучшение Bulldozer - Excavator, вышло в 2015 году. Здесь техпроцесс был уменьшен до 28 нм. Тактовая частота процессора составляет 3,5 ГГц, количество ядер - 4, а потребление энергии - 65 Вт.

Шестнадцатое поколение - Zen

Это новое поколение процессоров AMD. Архитектура Zen была разработана компанией с нуля. Процессоры выйдут в этом году, ожидается что весной. Для их изготовления будет использоваться техпроцесс 14 нм.

Процессоры будут поддерживать память DDR4 и выделять тепла 95 Ватт энергии. Процессоры будут иметь до 8 ядер, 16 потоков, работать с тактовой частотой 3,4 ГГц. Также была улучшена эффективность потребления энергии и была заявлена возможность автоматического разгона, когда процессор подстраивается в под возможности вашего охлаждения.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели архитектуры процессоров AMD. Теперь вы знаете как они развивались процессоры от AMD и как обстоят дела на данный момент сейчас. Вы можете видеть что, некоторые поколения процессоров AMD пропущены, это мобильные процессоры, и мы их намерено исключили. Надеюсь, эта информация была полезной для вас.

АМД АМД

АМД (AMD, Advanced Micro Devices) - американская корпорация, ведущий разработчик и производитель интегральных схем, электронных устройств, компонентов для компьютеров и средств связи; основана в 1969 году. Головной офис находится в Саннивэлли (Калифорния). AMD производит процессоры, флэш-память, логические устройства, телекоммуникационные и сетевые продукты. В компьютерном мире AMD известна, как конкурент Intel (см. ИНТЕЛ) в производстве процессоров для персональных компьютеров.
В 1969 году Джерри Сандерс и семь его единомышленников решили создать предприятие по производству полупроводников повышенной сложности. До этого Джерри Сандерс занимал должность директора отдела маркетинга компании Fairchild Semiconductor. Через несколько лет в компании работали около 1500 работников, она выпускала ассортимент из более 200 продуктов, многие из которых - собственной разработки. В 1973 году компания открыла свой первый завод за пределами США - в Пенанге (Малайзия). Продажи компании в 1974 году составляли 27 миллионов долларов. В начале 1970-х годов AMD начинает осваивать выпуск микропроцессоров. Первенцем стал чип 8080A.
В 1970-х годах быстро росла производственная база компании, главным образом, за счет введения новых заводов в Юго-Восточной Азии и расширения существующих в США; постоянно росли доходы компании от продаж. В начале 1980-х годов AMD открыла завод в Сан-Антонио. Быстрыми темпами набирал силу исследовательский потенциал. Чипы AMD были использованы в аппаратуре космического шаттла «Колумбия». В 1982 году компания заключила с Intel первое лицензионное соглашение на производство клонов микропроцессоров семейства iAPX8. Это соглашение открыло AMD дорогу на рынок микропроцессоров для персональных компьютеров. В 1986 году компания выпустила первый в мире чип перезаписываемой памяти EPROM объемом 1 Мбит.
Во второй половине 1980-х годов японские компании развернули собственное производство полупроводниковых устройств и спрос на продукцию AMD упал. В поисках выхода из кризиса компания активизировала свою деятельность на рынке микропроцессов для персональных компьютеров. Успешно завершив арбитражный процесс за право производство процессоров для PC с использованием технологий Intel, компания в 1991 году нарушила монополию Intel на рынке микропроцессоров, выпустив первый микропроцессор для PC - Am386. В 1993 году вышел в свет Am486. Компания заключила ряд договоров о совместной деятельности с монстрами компьютерного рынка Fujitsu, Compaq, Digital Equipment.
В 1994-1995 годах Intel перешла на выпуск процессоров Pentium, оставив рынок 486-х процессоров AMD и другим поставщикам. AMD заняла нижний ценовой сектор мирового рынка микропроцессоров. Ее продукты Am5x86 и K5 уступали в производительности аналогичным по классу процессорам семейства Pentium от Intel, но цена их была ниже. Не стояла на месте и технологическая часть производства: от основанных на 0,8-микронной технологии процессоров семейства Am386 компания пришла к 0,35-микронным K5.
В 1996 году AMD приобрела компанию NexGen, которая располагала научным и технологическим потенциалом, командой специалистов в области разработки процессоров и практически готовым процессором шестого поколения. В начале 1997 году появился K6 - процессор с 8,8 миллионами транзисторов, по производительности не уступающий серии Intel Pentium MMX, но более дешевый. В качестве противовеса семейству Pentium II от Intel был разработан процессор AMD K6-II, обладающий технологией 3D Now, позволяющей добиться прироста производительности в воспроизведении трехмерного звука и графики.
В первой половине 1999 году AMD начала поставки процессоров K6-III (К6-3D+), работающих с Socket 7. Его главная особенность - встроенная кэш-память второго уровня 256 Кб, работающая на полной частоте ядра. Тактовые частоты этого процессора составляли 400-500 МГц. 23 июня 1999 года были представлены процессоры AMD Athlon 500, 550, 600, изготовленные по 0,25 микронной технологии в новом корпусе Slot А (чуть более тонкий картридж по сравнению с Slot 1).
29 ноября 1999 году были выпущены процессоры Athlon с частотами от 550-800 МГц, изготовленные по технологии 0,18 мкм (для отличия их именовали Model 1 - 0,25мкм и Model 2 - 0,18 мкм). Окончательно переход на технологию 0,18 мкм для AMD состоялся летом 2000 разработкой ядра Thunderbird. Для своих процессоров AMD разработала разъем Socket А (Socket 462 в виде микросхемы). В ядре Athlon-4 появился блок аппаратной предвыборки данных, встроенный термодиод.
С переходом Athlon на новое ядро, AMD выпустила процессор Duron 1 и 1.1 ГГц (позже 1.2 ГГц) на ядре Morgan (переработанное Palomino). Кроме смены названия ядра, процессор получил поддержку набора инструкций 3DNow! Professional и SSE. Ядро Morgan имело механизм предсказания переходов (процессор пытался предсказать, какие данные ему могут потребоваться) и буфер преобразование адреса (кэширование адресов памяти). В ядро был вмонтирован температурный датчик.
В 2002 году AMD объявила о переходе на технологию 0,13 мкм и о внедрении технологии SOI («кремний на изоляторе»). В апреле 2002 компания выпустила процессор Alchemy Au1100, который конкурировал с Intel XScale. В начале лета 2002 были продемонстрированы Athlon XP 2100+ и 2200+ на 0,13-микронном ядре Thoroughbred (TBred).
В начале 2003 года компания AMD заключила соглашение c IBM о совместных технологических разработках. 10 февраля 2003 года компания выпустила Athlon XP 3000+, 2800+ и 2500+ на ядре Barton с увеличенной вдвое кэш-памятью второго уровня (L2 - 512 Кб). Весной 2003 года компания AMD выпустила первые 64-битные процессоры, полностью совместимые с процессорами x86, известные под названием Opteron и предназначавшиеся для серверов и рабочих станций. В сентябре 2003 года компания AMD выпустила аналогичные процессоры, известные как Athlon 64, для персональных компьютеров.
2003 год был отмечен выпуском AMD K7 Thorton - экономичной модели Athlon XP на ядре Barton (технология производства 0,13 мкм, тактовая частота 1667-2133 МГц, частота шины 266 МГц - dual-pumped). Выпускаемые с 2003 года процессоры AMD Athlon 64 и AMD Opteron - первые в отрасли процессоры с 64-разрядной архитектурой x86, способные выполнять 32-разрядные и 64-разрядные приложения одновременно. Разработанная AMD архитектура MirrorBit - революционная технология флэш-памяти, позволяет хранить вдвое больше данных без ущерба для их целостности. В июне 2005 года компанией AMD были выпущены двухядерные процессоры Athlon 64 X2. Производственные мощности AMD находятся в США, Японии, Малайзии, Сингапуре, Таиланде и Германии. В компании работает 18 тысяч человек (2005), ее доходы достигают 5,8 млрд. долларов (2005).

В течении всего существования компании, а это уже более 40 лет, мировому бренду AMD так и не удалось стать самым популярным производителем полупроводниковых устройств и микропроцессоров.

Тем не менее, эти 40 лет не прошли незаметными для рынка микропроцессоров.

История создания, развития и существования мирового бренда интересна не только потому, что это существенно отразилось на полупроводниковых устройствах и микропроцессорах
но и как пример того, как можно на равных конкурировать с лидирующей компанией, которая превосходит тебя как в технологическом, так и в финансовом плане.

Действительно, в качестве конкурентов мировому бренду Intel , выступали гораздо более серьёзные компании, чем AMD . Но на сегодняшний день только AMD может предложить качественную альтернативу продукции Intel .

С чего всё начиналось

Началось всё с Джерри Сандерса, который учился в Иллинойском университете на инженера-электронщика с наивной мечтой — стать в будущем звездой киноэкрана.

Кинозвездой стать не удалось, зато вся его жизнь до начала 21 века была связана с, тогда ещё не существующим, мировым брендом AMD .

После успешного окончания университета в 1958 Джерри получил работу в Douglas Aircraft, но карьера инженера ему была не близка к сердцу.

Поэтому уже в следующем году Джерри работал в Motorola не инженером, а сотрудником отдела продаж и маркетинга. В Motorola он также не остаётся надолго и в 1961 году Сандерс занимается продажами и маркетингом в Fairchild Semiconductor.

Fairchild Semiconductor — компания, которая числится в историях многих основателей сегодняшних мировых брендов.

Скорее всего, из-за того, что Fairchild Semiconductor в то время создавала транзисторы, которые весьма успешно продавались, сложно было не заметить высокую перспективу этой деятельности.

Набравшись бесценного опыта в области разработки и продаж в 1968 году Гордон Мур, Боб Нойс и Энди Гроув, которые, стоит отметить, работали в одной команде с Джерри Сандерсом, уходят из компании, чтобы основать Intel.

Сандерс в свою очередь в должности директора по продажам покидает компанию, чтобы возглавить свою коммерческую компанию по производству полупроводниковых приборов.

По всей видимости, все эти люди видели большую перспективу в полупроводниковой индустрии, чтобы отделится от Fairchild Semiconductor и организовать свои, теперь уже мировые, бренды.

Как окажется после, они не прогадали. Ведь сегодня мы видим их, как жесточайших конкурентов за мировое лидерство в индустрии.

Джимми Сандерс, 1 мая 1969 года с 8-ю единомышленниками создал компанию AMD (Advanced Micro Devices), их капитал на тот момент составлял 100 тысяч долларов. Сандерс не был талантливым инженером, зато он собрал отличный инженерный состав и доверился своему умению продавать.

Сперва компания находилась в гостиной одного из соучредителей John Carey, затем она переехала в съёмную двухкомнатную квартиру.

А к сентябрю 1969 компания переехала на первый свой постоянный адрес в калифорнийском городке Саннивэйл (Sunnyvale). Там началось первое производство компании на Fab1.

Первое время фирме было не под силу разрабатывать или производить свои уникальные продукты, AMD специализировалась на редизайненных продуктах других компаний.

У сторонних фирм приобретались регистры памяти, чипы и источники питания, затем модифицировались с целью увеличения эффективности и превосходства над аналогичными продуктами других производителей и продавались по сравнительно небольшой цене.

Чтобы привлечь внимание покупателей, AMD проводила тесты своих модификаций на соответствие жестким стандартам заказчиков армии США. Потребителям было выгоднее приобретать продукцию уровень качества которой был приемлем для военных, стоимостью немного выше аналогов.

«Военное» качество за счет фирмы — лозунг, доводимый AMD до покупателя.
Методика Сандерса сработала. Через год после начала своей деятельности количество сотрудников организации превысило 50 человек.

1972 год мировой бренд AMD публично выпускает акции, а в начале 1973 года в Малайзии было открыто первое крупное производство чипов с нуля.

Компания стремительно росла, и уже через 5 лет штат сотрудников превысил отметку в 1500. В активе фирмы было около 200 продуктов, а объёмы продаж превышали 26 млн. долларов. В то время, это был самый большой взлёт АМД, она росла, постепенно поднимаясь на более высокий уровень.

Благодаря Джерри Сандерсу, в первые 5 лет компания выделилась своим агрессивным характером, умение лавировать и в своей деятельности использовать смелые и нестандартные решения. Сандерс можно сказать самовыражал свою личность в АМД.

Несмотря на нестабильную обстановку на рынке и всеобщее падение цен, наблюдается уверенный рост фирмы. За каждый последующий год рост капитала в среднем увеличивался на 60%, а объёмы продаж приблизились к отметке в 200 млн. долларов.

Мощность завода в Пенанге в Малайзии стремительно увеличивалась, также был открыт новый филиал на Филиппинах. В 1974 году мировой бренд AMD выпустила свой первый чип памяти RAM Am9102.

В этом же году AMD выпускает первый клон Intel i8080A, ещё через два года было заключено соглашение с Intel о кросс-лицензировании. 1979 год — компания AMD попадает в листинг NYSE (New York Stock Exchange), то есть в список лучших компаний и запускает собственный завод в Остине, штат Техас.

В 80-х компания AMD стала мировым брендом, известным всему миру сегодня, как крупнейший производитель микропроцессоров.

Это стало возможным благодаря продлению в 1981 году договора о кросс-лицензировании с Intel , и в 1982 подписании нового договора об обмене технологиями.

Так как Intel никто не мог представить альтернативу, то, по условиям договора компании, необходимо было иметь хоть какую-то конкуренцию.

Intel ничего не оставалось, как создать себе конкуренцию в виде AMD, что привело к жестокой конкуренции в будущем. Intel не учла, что у AMD есть характер и за это компании пришлось позже заплатить сполна.

Мировой бренд AMD

После подписания договоров, в распоряжении AMD был доступ к копированию и клонированию разработок Intel. Поэтому в скором времени выходит точная копия i286, только с названием Am286.

Отличия только в возможности эмулировать EMS, и в тот момент мало распространённой возможности выхода из «защищенного режима». В начале 80-х, большую часть доходов компании проносили чипы памяти, и, конечно же, качество памяти, которую выпускала компания, было на первом месте, а микропроцессоры были на 2.

В свои 15 лет АМД была в самых престижных рейтингах, таких как 100 лучших компаний Америки и «Fortune 500». Ещё бы, в то время она праздновала лучший период продаж за всю свою историю существования.

В то время компания уже создала первый в индустрии 1 Мбит чип EPROM и представила весьма интересное семейство процессоров 29300 с RISC архитектурой, открылись две новые фабрики Fab14 и Fab15. Фабрики называли в зависимости от количества лет компании.

С середины 80-х на рынок RAM пришли очень серьёзные конкуренты в лице японских и корейских производителей. Тогда все американские компании быстро ушли с рынка, уступив место азиатским компаниям.

На сегодняшний день ситуация также не изменилась, японские компании — лидеры на рынке чипов памяти. Компания AMD тогда несла наибольшие убытки. Каждый последующий год мог быть последним для компании, Сандерсу необходимо было реорганизовать деятельность компании, чтобы сократить убытки.

В этот момент было очень кстати воспользоваться договором с Intel и полностью переместиться на рынок полупроводниковых приборов.

Помимо этого Джерри Сандерс направил силы компании на такие направления как: коммуникационные чипы, программируемая логика и высокопроизводительная память. Как окажется позже ничего дельного из этого не вышло, а приоритеты компании были полностью направлены на рынок микропроцессоров.

AMD имела полный доступ ко всем технологиям Intel х86. Но из-за подпорченных за 5 лет отношений с Intel, компания отказалась предоставить дизайн i386, на что AMD отреагировала иском в арбитражный суд.

После такого Intel расторгла договор 1982 года. Но AMD была признана правой в суде. Intel тянула время от неизбежного и суд в более высокой инстанции подтвердило право AMD на получение дизайна нового процессора.

Intel не отступала от своего и следующая апелляция начала приносить результат. Уже тогда было понятно, что Intel хотела избавится от AMD, но госудаство не могло допустить этого. Если бы не действия антимонопольного законодательства США, AMD как производителя микропроцессоров просто не существовало.

В 1991 году верховный суд штата Калифорния поставил в деле точку в пользу AMD, по поводу дизайна процессора i386. Суд отметил право на полное использование технологии х86, соглашение 1982 года осталось в силе, также он обязал Intel выплатить компании AMD 1 млрд. долларов. Немалую цену за свои разработки пришлось отдать Intel - не так ли?

С этого момента, вроде бы всё выяснилось и компания AMD должна была стартовать с грандиозными оборотами, если бы не одно но... Прошло очень много времени и Am386 выпущенный AMD в 1991 году откровенно говоря, сильно запоздал.

В свою очередь инженеры AMD занялись так называемым reverse-engineering, еще с 1987 года, когда компания Intel отказалась предоставить дизайн своего процессора.

В 1990 году был выпущен аналог i287. Хоть это была и не точная копия чипа Intel, микрокод был идентичен полностью. Intel отреагировала на это иском в суд. Казалось бы, налицо нарушение интеллектуальной собственности.

Но AMD отметила предыдущее судебное решение, которое гласило о том, что компания имеет право копировать микрокод всех процессоров Intel. AMD на время отбилась.

Выпустив Am386 который отличался от i386 по схеме, имел большую максимальную тактовую частоту но... микрокод снова был идентичен.

Intel снова подаёт в суд. AMD в привычной для компании обстановке (параллельно занимаясь не только разработкой, но и судебными разбирательствами), спокойно продолжает выпускать и продавать свои 386-е, чтобы не потерять очередную возможность заработать.

AMD уже тогда очень успешно продавала чипы Am386, покупатели их оценили за низкую цену и более высокую производительность по сравнению с Intel . В 1992 году суд вновь вынес решение, что Intel нарушает соглашение от 1982 года и выдал AMD лицензию на то, что мировой бренд имеет право использовать код Intel в Am386.

В то время AMD уже продала более миллиона 386-е. Intel при этом несла колоссальные убытки, и решила отстаивать свои права до конца. Используя различные издержки из законов, позиция AMD от иска к иску слабела.

И уже весной 1992 года руководство AMD решило не торопится с выходом Am486, это оказалось очень даже кстати, ведь в последнем судебном разбирательстве суд запретил использовать код Intel, так как это считалось незаконным использованием интеллектуальной собственности Intel. AMD заявила, что это лишь отложит выпуск Am486, в котором будет изменён микрокод.

Так компания приступила к разработке собственного микрокода, совместимого с х86. Инжинеры AMD имели полный доступ к коду i386, и на его основе изменялся микрокод .

Еще до окончания разработки, 15 апреля 1993 года, очередной суд вынес решение, что компания имеет право на код i386. После этого судебного решения, через 4 дня AMD объявляет о выходе процессоров Am486 c микрокодом от i486, ведь теперь она имеет на это право!

Стоит немного отклонится и отметить. Intel имела вроде бы все возможности, чтобы запретить AMD копировать код, но стиль компании — мгновенная реакция, цепкость, широкая избирательность приемов, лавирование, умение привлечь покупателя — всегда брало верх.

AMD в конкуренции очень сильно помогли приёмы Джерри Сандерса, тогда он проделал колоссальную работу, благодаря таланту этого человека, AMD сейчас настолько популярна. Intel сама много чему научилась, благодаря Сандерсу, а после его ухода, Intel успешно применяла приёмы этого человека.

После выпуска 486-го, компания обещает представить собственную разработку, без копирования чьих-либо разработок . Intel отнеслась к этому с большим недоверием и подала очередной иск в суд, который закончился в пользу AMD.

В это время AMD завершает разработку собственного кода с участием независимых экспертов, происходит выпуск Am486 с кодом от AMD.

Intel проводит детальный анализ и обнаруживает, что почти четверть микрокоманд таинственным образом совпадает с кодом Intel.

Через пару дней после этого курс акций мирового бренда AMD падает на 10%. Эту битву AMD несомненно проиграла, но войну она продолжила более достойно.

Все эти судебные разбирательства заканчиваются тем, что Intel отдаёт полное право на продажу их моделей процессоров содержащих микрокод i287, i386 и i486 .

Это было понятно, ведь Intel заканчивала разработку над Pentium , против которого AMD вообще нечего ещё было представить. А выпуск Pentium намечался уже в ближайшее время.

Тогда в 1993 году группа инженеров AMD в Остине во главе с Майком Джонсоном работала над проектом с кодовым названием Krypton, процессор, который должен был составить достойную конкуренцию Pentium . AMD дала ему название K5.

В 1994 году компания обьявила кое-какие сведения о новом монстре, AMD утверждала что K5 должен был быть на 30 процентов быстрее процессоров Pentium.

Р азработка процессора с нуля оказалась очень длительным занятием и не вкладывалась ни в какие сроки. Ведь К5 создавался с чистого листа.

В это время Intel чувствовала себя просто прекрасно, продавая новенькие скоростные чипы Pentium, разрабатывая при этом Pentium II. AMD сокращала убытки, благодаря новым разработкам флеш памяти и сотрудничеству на этом рынке с Fujitsu, но проблему микропроцессоров это не решало.

В 1995 году AMD предприняла интересный маркетинговый ход, она выпускает чип Am5x86-Р75. Несмотря на то, что маркируется он, как процессор пятого поколения, чип представляет из себя всё тот же 486-й.

В качестве отличий стоит отметить наличие кэша с обратной записью, высокая тактовая частота (133 МГц) и увеличение объема кеша. Новый чип мог лишь составлять конкуренцию младшим моделям Pentium.

С выпуском нового чипа был впервые применён интересный «РR-рейтинг». Этот рейтинг был призван отобразить «эквивалентную» частоту процессоров Pentium. Сам рейтинг должен был подтвердить принадлежность процессора к пятому поколению.

Пока К5 бесконечно откладывался, необходимо было что-то предпринимать. И тут очень кстати дала знать о себе компания NexGen, имевшей к тому времени передовые архитектурные разработки.

Э то слияние двух инженерных команд в 1996 году (а вернее, покупка) стало, наверное, самым важным событием для AMD в 90-х годах. принесшее миру процессоры х86 с отличной от Intel микро архитектурой и давшее AMD свежих сил для восстановления конкуренции .

Немного о самой компании NexGen

Основана компания была в 1988 году, целью компании было делать клоны i386 и продавать их.

Так как NexGen никаких соглашений с Intel не подписывала, разрабатывать процессор необходимо было с нуля. Аттик Раза был главным руководителем этого проекта (примечательно, что 20-30% инженеров были индусами и пакистанцами).

Разработка нового процессора заняла немного-нимало семь лет, но продукт Nx586 представленный в 1994 году заслуживал большого внимания.

Самое главное было то, что чип ни на 1% не был похож на i 386 и по производительности с лёгкостью обходил его и был очень приближён к Pentium.

А самое интересное, Nx586 по своей архитектуре был сходен с AMD K5. В 1995 году NexGen представила революционный, по тем временам, образец процессора шестого поколения Nx686, который, по меньшей мере, в полтора раза превосходил по производительности Pentium Pro на равных тактовых частотах.

Но для маленькой компании было очень тяжело, точнее сказать невозможно конкурировать с большой и богатой Intel, понимая это, Аттик Раза начал проводил переговоры с AMD о сотрудничестве.

У NexGen была технология, но компании было не по силам её выпустить, у AMD не было технологии, зато надо было срочно что-то выпускать, поэтому эти две компании подошли друг другу идеально. И в начале 1996 года компания AMD за 850 млн. долларов приобрела компанию NexGen.

Практически сразу же после слияния компаний, AMD выпускает процессор K5, модификация NexGen была выполнена на очень современном уровне и процессор имел прогрессивную RISC-подобную архитектуру.

Так как процессор сильно опоздал, компания AMD снова использовала PR-рейтинг, в котором компания выделила, что главное не частота, а производительность процессора в приложениях.

Тяжёлые времена подходят к концу

После тяжёлого для мирового бренда AMD периода с 1994 года по 1996, чтобы поскорее оправится, все усилия инженеров были направлены на разработку процессора K6, точнее это была доработка Nx686, работу над которым начинали еще инженеры NexGen до слияния.

Уже в 1997 году производительность K6 смогли достойно оценить, в этот раз AMD уже смогла предложить продукт, способный более или менее достойно конкурировать с Intel.

Но Intel тогда сделала очередной прорыв, выпустив Pentium II, он был настолько производительным, что оказался не по зубам K6, снова AMD пришлось снижать цены. К6 в то время свободно конкурировал с младшими и средними моделями Pentium II, к тому же по цене он был очень приятен.

Благодаря К6 AMD даже ненадолго удалось обойти Intel с ее Pentium II, но заводы компании тогда ещё были не готовы обеспечить выпуск необходимого количества продукции. Объем продаж микропроцессора следующего поколения К6 был не очень высоким, а момент компанией был упущен.

Джерри Сандерс принял беспрецедентные меры: уменьшал цены в ущерб компании, что в итоге привлекло немало покупателей. К6-II был выпущен более гладко и у процессора были все основания быть успешным.

9,3 млн. транзисторов в ядре, за счёт которых процессор показывал неплохую производительность, также он впервые имел дополнительный набор инструкций 3D Now! для обработки трехмерной графики и мультимедийных данных.

Должность президента компании тогда занял Аттик Раза, на тот момент он возглавлял разработку седьмого поколения процессоров х86 К7.

Позже известного, как AMD Athlon! Параллельно дорабатывалась архитектура К6, это повлекло за собой выпуск в 1999 году К6-III. Первую половину того года превосходство Intel было очень ощутитимым над мировым брендом AMD с его аналогичной продукцией.

И это не удивительно, Intel стремительно наращивала частоты, за счёт которых увеличивалась производительность, AMD не могла себе такое позволить, поэтому им опять нечего было предложить.

В феврале процессоры K6-III начали стремительно дешеветь — единственный эффективный приём AMD в противоборстве с Intel опять оказалась цена. Так же у AMD были проблемы с нагревом процессоров K6-III, который имел 21,3 млн. транзисторов при той же площади кристалла, что и у К6-II.

Как и следовало ожидать у мирового бренда снова начались проблемы с производством. Это продолжалось до лета, пока Аттик Раза не ушёл. По мнению большинства экспертов, именно огромные усилия этого талантливого человека, давали возможность AMD удерживаться на весу.

Тогда были слухи, о том, что причиной стали разногласия с Джерри Сандерсом и его сторонниками по поводу Fab30, на которой только начиналось производство. На самом деле Аттик Раза был талантливым разработчиком, а не талантливым продавцом, которым был Сандерс.

Потому Аттику было не по силам работать в качестве главы компании в том режиме, который требовал Сандерс. Аттик Раза оставил после себя величайший вклад для мирового бренда. Был почти готов К7 AMD Athlon, который в будущем стал символом компании.

Спаситель, который должен был положить конец тяжёлым временам компании. Если бы не Athlon, AMD никогда не смогла бы выйти в лидеры. Компания просто с каждым годом считала убытки.

Уже в январе 2000 года Сандерса (он останется почетным председателем) сменит Гектор Руис, который пришел в AMD из компании Motorola. А уже в июне 2005 года компанией AMD были выпущены двухъядерные процессоры Athlon 64 X2, которые считались лучшими для сборки игровой или высокопроизводительной системы.

Под руководством нового руководителя Руиса в 2006 AMD покупает канадскую компанию, крупнейшего производителя графических чипов - компанию ATI. Сумма покупки составила 5,4 миллиарда долларов.

C начала 2007 мировой бренд начинает выпуск графических чипов, начинается очень серьёзная конкуренция с лидером Nvidia.
Конкурирующая компания долго не поддавалась давлению. Но период 2009—2010 стал переломным на рынке графических чипов. AMD стала достойным конкурентом двум сильнейшим мировым брендам на рынке микропроцессоров Intel и Nvidia.

Сама история становления мирового бренда, взлёты и падения AMD, дают возможность каждому по своему относится к компании. Тем не менее AMD за 40 лет своего существования стала значимым мировым брендом.

Заслужила уважение у миллионов потребителей по всему миру, за свои высокотехнологичные продукты, по меньшей цене, чем у Intel. Это факт, с которым невозможно спорить. А насчёт доводов можно говорить бесконечно.

Сейчас Intel лидирует, как среди центральных процессоров, так и графических процессоров. Но

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ЧЕРКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

РЕФЕРАТ

По дисциплине Информатика и компьютерная техника

На тему: Процессор AMD. История развития.

Выполнил:

Студент 2-го курса ФИТИС

Группа ЕК-08

Кондратенко В. В.

ЧЕРКАССЫ

Об AMD

AMD - мировой поставщик интегральных микросхем для рынка персональных и сетевых компьютеров и коммуникаций, чьи производственные мощности расположены в Соединенных Штатах, Европе, Японии и Азии. AMD производит микропроцессоры, устройства флэш-памяти и вспомогательные микросхемы для коммуникационных и сетевых приложений. Компания AMD, основанная в 1969 году со штаб-квартирой в г. Саннивейл (шт. Калифорния), в 2000 году имела оборот 4,6 млрд. долл. (NYSE: AMD).

Первым процессором, который AMD разрабатывала самостоятельно, был K5, выпущенный в 1996 году. Сейчас о нем уже мало кто помнит, правда и помнить там особо нечего. Как всегда, опоздав с выпуском этого кристалла, отставая по тактовой частоте и производительности, AMD не смогла тогда завоевать расположения пользователей.

После этого провала AMD приобрела забытую сейчас фирму NexGen, еще одного независимого разработчика x86 процессоров, который обладал передовой на то время технологией и в небольших количествах выпускал кристаллы без арифметического сопроцессора. Используя эти наработки, AMD спроектировала новое поколение своих CPU - K6. По операциям с целыми числами эти процессоры стали превосходить аналоги от Intel, однако блок операций с плавающей точкой все еще оставлял желать лучшего.

AMD не сдавалась и для нужд компьютерных игр предложила использовать не сопроцессор, а специально спроектированный набор SIMD-инструкций 3DNow!. Так появился процессор AMD K6-2, в котором к обычному ядру K6 добавился еще один блок операций с числами одинарной точности с плавающей точкой. Благодаря тому, что он мог выполнять однотипные вычисления с четырьмя парами операндов одновременно, на специально оптимизированных под 3DNow! приложениях K6-2 показывал неплохую производительность.

Находясь в состоянии ценовой войны, Intel и AMD пришли к тому, что самые дешевые Intel Celeron продаются практически по себестоимости, если не ниже, а на рынке дорогих процессоров обосновался другой продукт от Intel - Pentium III. Единственный оставшийся шанс выжить для измотанной и порастерявшей в борьбе свои капиталы AMD - вылезти на рынок дорогих и производительных процессоров. Причем, закрепиться на нем не за счет цены - этим оружием в совершенстве владеет Intel, который может сбрасывать цены значительно сильнее AMD, а за счет быстродействия. Именно это и попыталась сделать AMD, выбросив на рынок процессор нового поколения - Athlon.

Развитие семейства K-6

Clock speeds (MHz) 166, 200, 233

Level one (L1) cache 32K instruction, 32K data

Level two (L2) cache Controlled by chip set

L2 cache speed Same as bus

Type of bus Socket 7

Bus speed (MHz) 66

Instructions per clock cycle 2

Out-of-order execution Y

Process technology 0.35µ CMOS

Die size 162 mm2

Transistors 8.8 million

Этот процессор является логическим продолжением линейки K6 и отличается от предшественника только добавленним в ядро нового модуля, обрабатывающего "3D-инструкции" и носящего название 3DNow!. По сути - это еще один сопроцессор по типу MMX, но умеющий выполнять 21 новую инструкцию. Эти новые инструкции призваны, прежде всего, ускорить обработку данных, связанных с трехмерной графикой. Поэтому в набор инструкций 3DNow! включены команды, работающие с вещественночисленными аргументами одинарной точности. Именно поэтому, технология ММХ не пошла в жизнь - ММХ работает с целыми числами, а при расчете трехмерных сцен оперировать приходится с вещественными. Как и ММХ, 3DNow! использует те же регистры, что и сопроцессор, это связано с тем, что операционные системы должны сохранять и сбрасывать все регистры процессора при переключении задач.

Теоретически, 3DNow! должен заменить сопроцессор при расчетах трехмерной геометрии и существенно ускорить выполнение этих вычислений. Модуль 3DNow! может выполнять до четырех SIMD (Single Instruction Multiple Data) инструкций (из своего 21-командного набора) параллельно, что при грамотном использовании может дать небывалый прирост производительности. Хорошей иллюстрацией этого тезиса может послужить Quake2, работающий на процессорах K6 в полтора раза медленней, чем на Pentium той же частоты. Однако, вопреки распространенному мнению, это связано не с тормознутостью AMD-шного сопроцессора, а с тем что Intel реализовал в своем кристалле возможность параллельной работы процессора с арифметическим сопроцессором. В Quake2, код оптимизирован с учетом этой особенности, поэтому если процессорные и сопроцессорные инструкции не могут выполняться одновременно (как на AMD K6), производительность получается крайне низкая. K6-2 должен решить эту проблему, но другим путем - за счет конвейеризации 3D вычислений в модуле 3DNow! Однако, вопрос распараллеливания вычислений должен решаться программистом, что вызывает определенные трудности при реализации алгоритмов, тем более, что процесс вычисления геометрии 3D-сцен далеко не линейный. Поэтому, теоретическая производительность К6-2, значительно превышающая скорость всех современных PII-процессоров, достигнута быть не может.

Таким образом, чтобы от 3DNow! был хоть какой-то эффект, необходимо, чтобы приложение использовало те самые 21 инструкцию. Причем не как-нибудь, а с учетом конвейерной структуры этого модуля процессора.

AMD вновь надеется сократить отрыв от Intel"а, на этот раз с помощью технологий высокого уровня и заточенных под процессор 3D драйверов. Названная "K6-2 3DNow!", эта серия процессоров должна разбить иллюзию, что пользователи должны покупать процессоры Intel Pentium II для достижения максимально возможного 3D быстродействия.

Выйдя в 300 и 333Мгц версиях, линия K6-2 содержит некоторые улучшения, по сравнению с уже знакомой пользователям линии K6. Улучшенный сопроцессор, более высокие скорости работы ядра, поддержка 100Мгц кэша 2 уровня, и набор инструкций, известный как 3Dnow!, - вот качества, вознесшие K6-2 на вершину предлагаемых AMD процессоров.

3DNow!, говоря человеческим языком, - это улучшенный процесс вычислений, ускоряющий обсчитывание сцены для 3D графики. Cyrellis уже раньше упоминал, что одним из главных препятствий для ускорителей 3D графики является конфликт между медленным созданием сцены типичным процессором Intel/AMD и возможностями родного процессора 3D карты. Видеокарта должна дождаться, пока CPU завершит свою работу, и только тогда ее 3D-процессор будет в состоянии выжать требуемое нам количество кадров в секунду. 3DNow! обещает изменить такое положение вещей, проносясь сквозь генерацию сцены на максимальной скорости, тем самым значительно повышая производительность.

Вот как это выглядит:

Как вы видите, процессор загружен работой, даже если 3D-ускоритель берет на себя генерацию треугольников, как например это делает чипсет Voodoo2.

Технология 3DNow!

Технология 3DNow!, предложенная AMD в своем новом процессоре K6-2 (кодовое имя было K6 3D), представляет собой развитие применяемой повсеместно технологии MMX. MMX - это дополнительные 57 инструкций процессора и 8 дополнительных регистров, которые призваны увеличить производительность мультимедийных приложений. Если программа использует эти возможности, то это вносит немалый вклад в скорость ее выполнения. MMX была введена в процессорах фирмы Intel, но к настоящему моменту все x86-процессоры, включая AMD, IDT и Cyrix, поддерживают ее. Однако, несмотря на повсеместную поддержку, MMX используется недостаточным числом приложений, поэтому преимущества от наличия поддержки MMX пока невелики.

После внедрения MMX, инициатива по внедрению новых инструкций неожиданно перешла к AMD. Правда, в ответ на этот шаг, Intel анонсировал набор команд MMX2, который появился в процессоре Katmai. Дополнительная система команд от AMD, названная 3DNow! (кодовое имя было AMD-3D Technology), представляет собой набор инструкций для ускорения операций трехмерной графики. Этот набор включает, в частности, быстрое деление вещественных чисел, выполняемое за 3 такта процессора, и вычисление обратной величины к квадратному корню, выполняемое также за 3 такта. По мнению AMD, использование в 3D-играх технологии 3DNow! позволит 300-мегагерцовому K6-2 догнать по производительности Pentium II 400 МГц.

AMD K 6- III

Вслед за выходом очередного процессора от Intel, Pentium III, появилась новинка и от AMD - процессор K6-III. Этот процессор должен был позволить AMD подняться из ниши дешевых систем и начать конкуренцию с Intel на рынке более дорогих машин, подготавливая почву для нанесения решающего удара по позициям микропроцессорного гиганта блокбастером K7. Долгое ожидание, чтение спецификаций и первые впечатления от AMD K6-III давали все основания для того, чтобы надеяться на то, что позиции Intel пошатнутся. Но, традиционно, AMD выступает в роли догоняющего, а для победы в этом случае, согласно военной тактике, требуется немалое превосходство в силе. Но, тем не менее, новый раунд сражения AMD против Intel, Socket7 против Slot1, Давид против Голиафа, начался.