История процессоров амд. AMD

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).

Процессоры на персональные компьютеры получились свое распространение в семидесятых годах прошлого столетия. Они выпускались большим количеством производителей. Практически каждой компании в то время, как собственно говоря и сейчас, хотелось использовать для их производства только самые новые технологии. Однако не у всех компаний получилось получить свое развитие настолько же сильно, как у Intel и AMD. Одни производители полностью пропали с рынка, другие же перешли в другую сферу деятельности. Однако следует рассказать обо всем поэтапно.

Как началось создание процессора

Впервые мир услышал о процессорах в пятидесятых годах прошлого столетия. Они функционировали на механическом реле. Впоследствии стали появляться модели, которые работали при помощи электронных ламп и транзисторов. В те времена компьютерные устройства, на которые они устанавливались, были похожи на сложное и очень крупногабаритное оборудование. Их стоимость была очень высокой.

Все компоненты процессоров отвечали за процесс вычисления. Нужно было разобраться с тем, каким образом, их можно было соединить в единую микросхему. Данная задумка воплотилась в жизнь практически сразу после появления схем полупроводникового типа. В те времена разработчики процессоров даже предположить не могли, что данные схемы окажутся полезными в их деле. Именно по этой причине еще несколько лет они разрабатывали процессоры на нескольких микросхемах.

В конце шестидесятых годов компания Busicom начала разработку своего нового настольного калькулятора. Ей потребовалось 12 микросхем и она заказала их у компании Intel. В то время у разработчиков данной компании появились идеи соединения нескольких микросхем в одно целое. Данная идея пришлась по душе руководителю фирмы. Ее преимущество заключалось в том, что при этом была возможность значительно сэкономить. Ведь не нужно было производить сразу несколько микросхем. Кроме того благодаря расположению элементов процессора на одной микросхеме можно было создать устройство, которое подходило бы для использования на самых разных видах оборудования, применяемых для совершения вычислительных процессов.

В итоге проведенной специалистами корпорации работы появился первый в мире микропроцессор под названием Intel 4004. У него была способность совершать сразу шесть десятков тысяч операций всего за одну секунду. Он даже обрабатывал двоичные числа. Однако данный вид процессора не было возможности использовать для компьютеров, потому что для него еще не было создано таких устройств.

Самый первый персональный компьютер

Первым компьютер был создан студентом из Америки Джонатаном Титусом. В журнале «Электроника» он получил название Марк 2. В нем кроме всего прочего было дано описание данного устройства. Данное изобретение не помогло студенту заработать большие деньги. Изначально Титус планировал зарабатывать при помощи своего изобретения. Он планировал распространять за определенную стоимость печатные платы для создания собственных компьютеров. Потребителям приходилось остальные детали приобретать в магазинах. Конечно же у него не получилось заработать много, но он внес большой вклад в развитие компьютерной техники.

История развития процессоров Intel

Первым процессором компании Intel был 4004. Позже данный разработчик представил пользователям модель 8008. Она отличалась от предыдущей модели тем, что частота работы данного процессора составляла от 600 до 800 килогерц. В нем было более трех тысяч транзисторов. Его активно использовали на всевозможных вычислительных машинах.

В то же самое время в мире стали появляться первые персональные компьютерные устройства и компания Intel приняла решение осуществлять производство процессоров, подходящих для них. Спустя короткий срок времени компания разработала процессор 8080, который в десятки раз был более производительным, чем его предшественник.

Стоимость данной модели процессора была очень высокой по тем меркам. Однако производители полагали, что стоимость является совершенно оправданной для процессора, который обладает высоким уровнем производительности и способен отлично вписаться в любое компьютерное устройство. Он пользовался огромным спросом. Именно благодаря этому доходы компании только росли.

Спустя несколько лет на свет появился компьютер Altair – 8800. Его производителем стала компания MITS. Данная модель персонального компьютерного устройства осуществляла свою деятельность на процессоре от компании Intel модели 8800. Именно благодаря нему многочисленные компании стали осуществлять производство собственных микропроцессоров.

В то же самое время в СССР

В СССР стремительно развивалось производство различных видов вычислительных механизмов. Самый пик развития ЭВМ пришелся на семидесятые годы прошлого столетия. Они могли по своему уровню производительности вполне сравниться со своими зарубежными аналогами.

В 1970 году появился указ от отечественного руководства о том, что были разработаны стандарты совместимости программ и аппаратуры ЭВМ. В это время образовалась новая концепция вычислительной техники. В ее основу легли разработки IBM. Отечественные специалисты использовали технологию IBM 360.

Отечественные технологии, которые были разработаны в советские времена, потеряли свою актуальность. Вместо них стали использовать технологии импортного происхождения. Постепенно отечественная электронная отрасль стала значительно отставать от той, которая существовала на Западе. Все компьютерные устройства, которые были разработаны после восьмидесятых годов прошлого столетия осуществляли свою деятельность при помощи процессоров Zilog или Intel. Россия стала отставать по своим технологиям от Америки почти на десятилетний период.

Эволюция процессоров

В середине семидесятых годов прошлого столетия компания Motorola представила суд пользователе свой первый процессор, который получил название MC6800. Он обладал высоким уровнем производительности. У него была возможность работать с шестнадцати битными числами. Его стоимость составляла столько же, что у процессора Intel 8080. Его потребители не очень то стремились покупать. Именно по этой причине он так и не стал использоваться для персональных компьютеров. Компании пришлось расстаться с четырьмя тысячами сотрудников из-за финансовых трудностей.

В 1975 году бывшими сотрудниками Motorola была создана новая компания под названием MOS Technology. Они разработали процессор MOS Technology 6501. Он по своим характеристикам напоминал разработку Motorola, которая обвинила компанию в плагиате. Позже сотрудники MOS постарались кардинально переделать свое детище и выпустили чип 6502. Его стоимость была гораздо приемлемей, и он начал пользоваться огромным спросом. Его даже использовали для компьютерной техники Apple. Он имел принципиальное отличие от своего предшественника. У него уровень частоты работы был гораздо выше.

По пути уволенных сотрудников Motorola пошли и те, которые потеряли свое место в компании Intel. Они тоже создали компанию и запустили в производство свой процессор Zilog Z80. Он обладал не сильными отличиями от продукта Intel 8080. Он обладал единственной линией питания, и у него была приемлемая стоимость. Он мог функционировать с такими же программами. К тому же производительность данного устройства можно было сделать выше, и при этом не нужно было влияние оперативной памяти. Таким образом, Zilog начал пользоваться огромным спросом среди потребителей.

В России данная модель процессора применялась преимущественно в военной технике, в различных контроллерах и на многих других устройствах. Его даже использовали на разнообразных игровых приставках. В девяностых и восьмидесятых годах он пользовался огромной популярностью среди потребителей российского рынка.

Процессоры в фильме «Терминатор»

Фильм «Терминатор» полон моментов, когда робот сканирует все происходящее перед ним. Перед его глазами образуются странные для зрителей коды. Через несколько лет становится очевидным тот факт, что появлению таких кодов создатели фильма обязаны компании MOS с ее процессором версии 6502. Это заставляет повеселиться разработчиков, которым кажется забавным ситуация, при которой в фильме про далекое будущее используется процессор семидесятых годов.

Эволюция процессоров Intel, Zilog, Motorola

В конце семидесятых годов компания Intel представила свою очередную новинку. Она получила название Intel 8086. Благодаря этому чипу все ближайшие преследователи компании на рынке остались далеко позади. Он обладал высоким уровнем мощности, но это дало ему возможности стать популярным. В нем использовалась 16 разрядная шина, которая обладал высоким уровнем стоимости. Для этого процессора необходимо было использовать специальные микросхемы и переделывать материнскую плату.

Затем компания выпустила свой более успешный продукт Intel 8088. В нем имелось более тридцати тысяч транзисторов.

Компания Motorola в то же время выпустила свой продукт MC68000. Он был одним из самых мощных на то время. Для его использования необходимо было иметь специальные микросхемы. Однако он все равно пользовался большим спросом среди потребителей. Он предлагал пользователям огромные возможности для его использования.

В это же время компания Zilog тоже представила пользователям свою новую разработку. Она создала процессор Z8000. Данная новинка до сих пор вызывает большое количество споров. По своим техническим параметрам она была приемлемой и ее стоимость была низкой. Однако не многие пользователи хотели использовать ее на своих компьютерных устройствах.

Процессоры нового поколения от компании Intel

В начале 1993 года компания Intel представила свой процессор P5. Сегодня он известен под названием Pentium. Компании удалось усовершенствовать технологии, которые она раньше использовала для создания своих продуктов. Теперь их новинка обладала способностью справляться сразу с двумя задачами одновременно. Пропускная разрядность шины стала больше практически в два раза. Однако пользоваться данным процессором пользователи в полной мере не имели возможности, потому что для него необходимо было иметь специальную материнскую плату. Однако после выхода следующей модели процессора Pentium, ситуация стала совершенно другой.

Именно благодаря высоким технологиям чипы от производителя Intel стали пользоваться огромной популярностью у потребителей. Они занимали длительное время первые места в мире.

Недорогие разработки Intel

Для того чтобы в полной мере соперничать с компанией AMD в области доступных по цене процессоров разработчики Intel приняли решение не уменьшать стоимость своих товаров, а стали создавать не очень мощные процессоры, которые в скором времени стали называться Celeron. В 1998 году появилась первая такая маломощная модель процессора Celeron, работающая на ядре процессора Pentium второго поколения. Она не отличалась высоки уровнем производительности. Однако она вполне могла работать с технологическими новинками.

1969 год всем запомнился разным. Состоялся первый полет Boeing-747. Советский Ту-144 впервые в истории пассажирской авиации преодолел звуковой барьер. С космодрома Байконур стартовала ракета-носитель «Протон-К», которая вывела на траекторию полёта к Луне АМС Луна-15. Появился ARPANET - первый прообраз Интернета. На харьковском заводе «Протон» выпущен первый советский кассетный магнитофон «Десна».

А 1 мая 1969 года в Чикаго была основана компания Advanced Micro Devices, которую мы сейчас лучше знаем по аббревиатуре AMD .

Основатель компании Уолтер Джереми Сандерс III сильно отличался от большинства выдающихся деятелей IT-индустрии. Нет никаких сомнений, что, например, Майкл Делл и Билл Гейтс всего добились собственным умом. Но когда этот ум стал давать первые плоды, нашлись родственники, инвестировавшие в них первую солидную сумму.

Джерри Сандерс вырос в бедной семье. Его отец был славен тем, что мастерски чинил светофоры и крепко выпивал. Настолько крепко, что об этом помнят и десятки лет спустя. Если бы не дед, Уолтер Джереми Сандерс Первый, будущий основатель AMD, вряд ли бы закончил школу и поступил в университет штата Иллинойс. Дед тоже миллионером не был, но, по крайней мере, не пил и не жалел времени на внука. Младший Сандерс к деду относился с уважением и учился как следует. Компания «Пульман», известная по всему миру своими великолепными вагонами, назначила ему стипендию.

Но главной тайной Уолтера Джереми Сандерса III было то, что он не собирался работать инженером-электронщиком. Диплом получить надо, куда ж без него. Но потом хорошо бы поехать в Калифорнию и стать киноактёром. Тем более, что и внешность у молодого человека была подходящая, и способности определённо имелись. Но Чикаго 50-х годов прошлого века был не самым спокойным городом. Он и сейчас, по статистике ФБР, остаётся наиболее опасным мегаполисом США, хотя общий уровень преступности снизился. А тогда… В общем, в один не лучший вечер в своей жизни Джерри Сандерс вступился за приятеля, у которого был конфликт с местной преступной группировкой Chi Seven. Приятель смог унести ноги, а Джерри нет. Результатом этого стали сломанные рёбра и челюсть, перебитый нос и безжалостно изрезанное ножом лицо. Девушки, говорят, любят мужчин со шрамами. А вот камера не очень. Поэтому о карьере киноактёра пришлось забыть. Оправившись от ран, Джереми сосредоточился на учёбе.

После окончания университета он работал в Douglas Aircraft, известном некогда производителем самолётов (сейчас остатки компании поглощены гигантом Boeing). Джерри Сандерс занимался разработкой… нет, не электронной начинки, а кондиционеров. Кстати, тоже довольно увлекательное занятие, но вот беда – за него очень скудно платили. Поэтому всего через год будущий основатель AMD устроился в отдел продаж компании Motorola, где проработал три года. А следующим работодателем Сандерса стала Fairchild Semiconductor. Вряд ли это название вам хорошо знакомо, хотя компания существует до сих пор. Но именно её в 1968 году покинули Роберт Нойс и Гордон Мур, чтобы основать будущую корпорацию Intel.

Тогда, в конце шестидесятых, из Fairchild Semiconductor вообще бежали инженерные кадры, потому что компания считала правильным, когда люди работают не за деньги, а за интерес. Люди, что характерно, так не считали. И вот, после очередного исхода, группа инженеров решила создать свою компанию. И даже название придумала – Advanced Micro Devices. Вот только, будучи людьми творческими, они плоховато разбирались в бизнесе. Да и не очень-то хотели в нём разбираться. Поэтому у инженеров возникла идея позвать главным того обаятельного парня Сандерса из отдела продаж. Джереми отказываться не стал. И 1 мая 1969 года была зарегистрирована компания AMD со стартовым капиталом в 100 000 долларов.

Друг или враг?

Мы не должны удивляться – откуда группа бывших инженеров и сотрудник отдела продаж взяли сотню тысяч долларов, гигантскую для того времени сумму. Стартовый капитал, он же уставной – там не надо вносить всю сумму разом. Достаточно внести некий регистрационный сбор и подписать обязательство найти сотню тысяч, если потребуется. А вот на дальнейшую работу денег не было категорически. Ведь на неё требовались даже не сотни тысяч, а миллионы.

Сандерс нанял юриста Тома Скорниа, и вместе с ним составил бизнес-план на много лет вперёд. Advanced Micro Devices должна была разрабатывать и производить микроэлектронику - полупроводниковые микросхемы для компьютеров и электронных устройств. Направление казалось просто фантастически перспективным, и для начала разработки требовалось полтора миллиона долларов. Сегодня такие суммы без проблем дают стартапам, обещающим сделать кошачий туалет с веб-камерой. Но в 1969-м году к планам AMD отнеслись скептически, и инвестиции долго никто не давал.

И когда уже почти всё казалось потерянным, Джереми Сандерс пошёл к своему бывшему коллеге, а теперь – потенциальному конкуренту Роберту Нойсу. Тому самому, основателю Intel. Роберт внимательно изучил бизнес-план и… подписал чек. И ещё сказал на прощание, что если вдруг всё же не сложится, Сандерсу всегда будут рады в Intel.

Таким образом, именно инвестиции Intel легли в основу бизнеса AMD. За последующие десятилетия в отношениях компаний были очень разные по эмоциональной окраске эпизоды. Но этот кусок истории никак не перепишешь.

До самой смерти в 1990 году Роберт Нойс в разумных пределах поддерживал AMD. В частности, способствовал лицензированию разработок Intel, без которых завоевать место под солнцем было бы существенно труднее. Почему Нойс это делал? Сентиментальность? Желание помочь бывшему коллеге? Понимание необходимости присутствия на рынке сильного, но дружественного по сути конкурента? Кто ж теперь знает. Но, возможно, если бы не скоропостижная смерть Нойса в июне 90-го, многое в отношениях компаний могло бы сложиться иначе.

Впрочем, не будем считать Роберта Нойса эдаким добрым дядюшкой. Процессоры с архитектурой x86 использовались в военных разработках, и Министерство обороны США не радовала перспектива остаться с одним-единственным поставщиком чипов. По мере того, как последних становилось всё меньше (вспомните, какой зоопарк наблюдался еще в начале девяностых), важность AMD, как альтернативного производителя, росла. По соглашению от 1982 года, у AMD были все лицензии на производство процессоров 8086, 80186 и 80286, однако, свежеразработанный процессор 80386 Intel передавать AMD отказалась категорически. И соглашение разорвала. Дальше последовал долгий и громкий судебный процесс – первый в истории компаний. Завершился он только в 1991 году победой AMD. За свою позицию Intel выплатила истцу миллиард долларов.

Но всё же отношения были подпорчены, и о былой доверительности речь не шла. Тем более, что в AMD пошли по пути reverse engineering. Компания продолжила выпускать отличающиеся аппаратно, но полностью совпадающие по микрокоду процессоры Am386, а затем и Am486. Тут уже в суд пошла Intel. Снова процесс затянулся надолго, и успех оказывался то на одной, то на другой стороне. Но 30 декабря 1994 года было принято судебное решение, согласно которому микрокод Intel всё же является собственностью Intel, и как-то нехорошо другим компаниям его использовать, если владельцу это не нравится. Поэтому с 1995-го всё изменилось всерьёз. На процессорах Intel Pentium и AMD K5 запускались любые приложения для платформы x86, но с точки зрения архитектуры они были принципиально разными. И, получается, что совсем уж настоящая конкуренция Intel и AMD началась лишь через четверть века после создания компаний.

Впрочем, для обеспечения совместимости перекрёстное опыление технологиями никуда не ушло. В современных процессорах Intel немало запатентованного AMD, и, наоборот, AMD аккуратно добавляет наборы инструкций, разработанные Intel.

Опередить время

Не секрет, что доля AMD на рынке процессоров всегда была несколько меньше, чем у Intel. И бюджет на разработки тоже несколько уступал Старшему Брату. В большинстве случаев это означает, что компания выступает в роли догоняющей, и заманивает потребителей по формуле «смотрите, вот у нас тоже появилось примерно то же самое, только гораздо дешевле».

Но история AMD – особенно после 1995 года – показывает, что даже относительно небольшие бюджеты можно использовать крайне эффективно.

В 2000-м году AMD первой в мире выпустила процессор с частотой 1 ГГц. Это был представитель набирающего популярность семейства Athlon.

В 2003-м AMD первой выпустила процессоры с архитектурой x86, поддерживающие 64-битные наборы инструкций. Они появились сразу в серверном семействе Opteron и пользовательском Athlon. Позднее эти наборы появились в продуктах Intel и VIA. И до сих пор некоторые операционные системы называют их AMD64, хотя в маркетинговых документах конкуренты предпочитают собственные бренды.

Не сбавляя обороты, в 2004-м AMD выпускает первые в мире двухъядерные x86-процессоры Athlon X2. На тот момент очень немногие приложения умели использовать два ядра одновременно, но в специализированном ПО прирост производительности был весьма внушительным.

В 2006-м году AMD представляет первый в мире 4-ядерный серверный процессор, где все 4 ядра выращены на одном кристалле, а не «склеены» из двух, как у коллег по бизнесу. Решены сложнейшие инженерные задачи – и на стадии разработки, и на производстве.

В том же 2006-м году компания AMD покупает ATI, одного из главных производителей графических чипов. С этого момента традиционные вычисления и графика стали неразрывно связанными в бизнесе AMD. В итоге это привело к созданию гибридных процессоров. Они появятся в 2011-м году, и впервые покажут, что интегрированная графика может справляться с большинством задач не хуже дискретной.

Графика AMD недавно поселилась во всех главных приставках – Xbox One, PlayStation 4 и Wii U. Вместе с процессорами, кстати. А там, где за вычисления отвечает Intel – например, в могучем Apple Mac Pro – картинку обеспечивает AMD. И помогает процессору в некоторых задачах.

Список технологических прорывов AMD очень внушителен, и с каждым годом перечень их становится всё длиннее. Другой вопрос, сами по себе инновации не всегда начинают продавать себя сами. Впереди обычно долгий путь от технологии в кремнии до её воплощения в софте. И когда изобретение доходит до нас, оно успевает стать индустриальным стандартом и появиться у других производителей. Но умаляет ли это достижения инженеров AMD? Не думаю.

Не только ПК. И уже давно

Рынок традиционных ПК (да и ноутбуков, к сожалению, тоже) трудно назвать перспективным и растущим. Хоронить старые добрые компьютеры пока очень опрометчиво, но вполне очевидно, что будущее персональных вычислений в каких-то других устройствах.

Мы уже упомянули современные приставки, где используются специальные версии гибридных процессоров AMD. Учитывая, что приставки разрабатываются с большим запасом, чтобы и лет через пять игры на них смотрелись современно, нетрудно оценить запас производительности.

На выставке Computex, проходившей в начале июня на Тайване (репортаж на Geektimes), решения AMD прокрались в NAS, где прежде властвовали производители процессоров с архитектурой ARM, а в топовом сегменте – Intel. Теперь новая линейка NAS компании Qnap работает на AMD. А ведь Qnap один из законодателей моды в этом классе устройств, которые по мере роста числа потребителей контента могут вскоре стать неотъемлемым элементом домашнего хозяйства. Наравне с телевизором, холодильником и микроволновкой.

AMD откровенно задержалась с разработкой решений для ультрамобильных устройств, вроде смартфонов и планшетов. SoC для последних в ассортименте есть довольно давно, но в готовых продуктах встречаются нечасто. В смартфонах AMD пока встретить не удавалось. И пока Intel, используя мощь своих инженерных и маркетинговых департаментов, продвигает в смартфоны процессоры с архитектурой x86, AMD готовит асимметричный ответ. Вместе с ARM, MediaTek, Qualcomm, Samsung и Texas Instruments образован альянс HSA Foundation . HSA означает Heterogeneous System Architecture, то есть неоднородная системная архитектура. Участники ставят довольно амбициозную цель – унифицировать правила программирования и разработать единые стандарты параллельных вычислений. Когда все задачи возлагаются на наиболее подходящие модули SoC, да ещё и позволяя последним помогать там, где эта помощь оказывается весомой. Разложить вычисления равномерно по традиционным ядрам, эффективно нагрузить графические, перепоручить звук специальным DSP (они есть в некоторых процессорах AMD) – всё это насколько очевидно с точки зрения необходимости, настолько и сложно технически. Но если такая задача будет решена в рамках индустрии, результат может заметно изменить пользовательский опыт на различных уровнях.

А ещё с 2012-го в AMD разрабатывают SoC с архитектурой ARM, и к 2020 году они должны занять существенную долю в бизнесе компании.

За сорок шесть лет Advanced Micro Devices не раз радикально менялась. Но суть остаётся прежней: малыми силами стремиться сделать невозможное.

И регулярно убеждаться, что невозможного, в общем-то, не существует.

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.