Какая корпорация известна во всем мире своими процессорами 5 букв
Обновлено: 03.07.2024
TSMC стала мировым лидером с сегменте контрактного производства полупроводников, заняв почти 52% рынка. Она обогнала Intel, в том числе и по капитализации, и своему успеху она обязана росту стоимости акций, спровоцированному, в том числе, информацией о прорыве в разработке сверхсовременных 2-нанометровых норм производства.
Новый мировой лидер
Компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) признана самым крупным производителем полупроводниковой продукции в мире по двум показателям: по капитализации и по объему рынка контрактного производства полупроводников. Об этом сообщил портал TechPowerUp.
По информации издания, TSMC стала лидером в своем сегменте по капитализации после того, как ее акции выросли в цене, достигнув пика – $66,4 за одну ценную бумагу. По итогу ее капитализация достигла $313 млрд, что позволило TSMC оставить далеко позади не только компанию Intel, но также Nvidia.
Сравнение с Nvidia, одним из крупнейших разработчиков видеочипов, вызвано тем, что 9 июля 2020 г. она обогнала по капитализации компанию Intel - на тот период времени капитализация Nvidia составляла $251,3 млрд против $248,1 млрд у Intel. Как сообщал CNews, сделать это ей, как и в случае TSMC, помог резкий скачок стоимости акций. К слову, Nvidia входит в список основных клиентов TSMC – у нее нет своих фабрик, и все ее графические процессоры выпускаются на мощностях тайваньского вендора.
На 20 июля 2020 г., по данным Yahoo Finance, Intel снова опередила Nvidia с капитализацией $254 млрд против $250,9 млрд у Nvidia, но до TSMC с ее $313 млрд ей очень далеко.
Свыше половины рынка
По итогам 2019 г. компания выручила рекордные для нее 1,07 трлн тайваньских долларов (приблизительно $34,63 млрд). Это на 3,7% больше в сравнении с показателями 2018 г., и около 49% всех ее продаж в 2019 г. пришлось на процессоры для смартфонов. Этот сегмент показал 12-процентный рост выручки. На втором месте по объему продаж оказалось производство решений для высокопроизводительных вычислений (HPC) – их доля составила 29%.
Выручка компании Intel за тот же период, для сравнения, составила $72 млрд. Она заметно больше, чем у TSMC, но вот рост ее на фоне показателей 2018 г. оказался лишь 2-процентным.
В середине июля 2020 г. TSMC сообщила о новом рекорде роста своей квартальной чистой прибыли по итогам II квартала 2020 г. За период с 1 апреля по 30 июня 2020 г. чистая прибыль компании составила 120,82 млрд тайваньских долларов ($4,1 млрд), и это на 3,3% больше, чем в I квартале 2020 г. или на 81% больше в сравнении с II кварталом 2019 г.
Квартальная выручка TSMC достигла 310,7 млрд тайваньских долларов ($10,38 млрд). За год этот показатель вырос 28,9%.
Технологическое превосходство
Стремительный рост стоимости акций, а вместе с ней и капитализации, стал следствием отношения руководства TSMC к новым технологиям. Компания регулярно вкладывает деньги в исследования и разработки в своем сегменте и постоянно осваивает новые технологии выпуска полупроводников, опережая в этом плане всех имеющихся конкурентов.
OSDU: что нужно знать об открытых стандартах работы с данными в нефтегазе
На момент публикации материала TSMC была полностью готова к массовому производству 5-нанометровых чипов, и в этом плане ее догоняет лишь Samsung, тогда как Intel с августа 2019 г. не может полностью освоить 10-нанометровые нормы.
В список клиентов TSMC, помимо Nvidia, входят компании AMD, Apple, Huawei (в сентябре 2020 г. сотрудничество с ней будет прекращено), MediaTek, Qualcomm и др. Большинство компаний из этого списка смогут рассчитывать на выпуск своих 5-нанометровых чипов в обозримом будущем.
В июле середине июля 2020 г. CNews писал, что TSMC практически готова к началу освоения самого современного по меркам 2020 г. техпроцесса – 2 нм. Старт опытного производства по нормам запланирован на промежуток между 2023 и 2024 гг. Этому будет предшествовать переход компании на 3 нанометра – тестовое производство по данной технологии должно начаться в первой половине 2021 г., а массовый выпуск микросхем – во второй половине 2022 г.
Параллельно с этим TSMC ведет разработку и 4-нанометровой топологии. О ней, как сообщал CNews, она впервые рассказала в июне 2020 г, и запустить ее она планирует в 2023 г.
Мировая экспансия TSMC
В планы TSMC на ближайшие несколько лет входит постепенное закрепление за пределами Тайваня. В середине мая 2020 г. она, после долгих уговоров американского правительства, согласилась построить свой завод на территории США.
TSMC возведет новую фабрику в штате Аризона. Точное место ее расположения на момент публикации материала установлено не было, но известно, что на ее строительство компания затратит $12 млрд. Эту сумму TSMC намерена вкладывать постепенно – она собирается потратить ее в период с 2021 по 2029 гг. Вероятнее всего, завод будет запускаться частями – компания готовится начать первое производство не позднее 2024 г.
В июле 2020 г. агентство Reuters сообщило о планах вендора по сотрудничеству с властями Японии. В настоящее время стороны ведут переговоры о развитии полупроводникового производства на территории этой страны.
Инициатором переговоров выступили власти Страны восходящего солнца. В случае их успешного завершения TSMC откроет доступ японским производителям к некоторым своим технологиям, а также рассмотрит возможность строительства собственной фабрики в Японии.
Сегодня у самого популярного и крупного производителя процессоров в мире — компании Intel , создавшей легендарную архитектуру x86 , — наконец-то появился достойный конкурент. Компания в течение долгих лет уверенно шла впереди, снисходительно посматривая на AMD . Однако времена меняются, и конкуренция между компаниями разразилась нешуточная. AMD активно отвоевывает кусок от мирового процессорного пирога. но вернемся в историю.
Каждый из первых процессоров имел свою уникальную историю и отметился в сердцах многих. Все начиналось давным-давно, во второй половине ХХ века.
1968 год ознаменовался основанием компании Intel. В то время к электронике и сложным системам на их основе относились несерьезно, особым спросом пользовались разве что калькуляторы и. схемы для торговых автоматов, предназначенные для распознавания монеток.
Вначале компания производила отнюдь не процессоры — с конвейеров сходили чипы оперативной памяти. Для этого специалистам Intel пришлось освоить два процесса производства: поликристаллического кремниевого логического элемента ( PMOS ) и биполярного барьерного диода Шоттки . Первые микросхемы памяти компании были 64-разрядные и 256-разрядные чипы.
Название первых полупроводниковых устройств было придумано тогдашней верхушкой компании: председателем совета директоров Эндрю Гроувом и руководителем отдела технических разработок Лесом Вадашем . В итоге 256-разрядные чипы получили маркировку 1101 , где вторая цифра означала память RAM , а две последних — порядковый номер. 64-биполярная память обозначалась так же незамысловато — 3101 .
Следующим шагом для компании стало создание первого микропроцессора — 4004, который был официально представлен в ноябре 1971 года. Архитектура чипа была 4-битная, на кристалле находилось всего 2300 транзисторов, и работал он на частоте 108 кГц. Японская компания Busicom заключила соглашение с Intel, по которому эксклюзивно использовала чипы в своих калькуляторах, однако позднее первая разорилась и отказалась от этих процессоров. Возможно, не поступи бы Intel заказ на 4004, развитие пошло бы по другому пути и не узнал бы мир о x86.
Первый микропроцессор Intel создавала для японских калькуляторов.
Спустя год Intel накопила достаточно денег и приобрела Microma Universal — производителя наручных электронных часов. В часах использовались интегральные схемы с низким энергопотреблением, производимые по техническому процессу CMOS . Удерживаться в те непростые времена на плаву компании помогали регулярно поступавшие заказы на чипы оперативной памяти RAM, ROM и EPROM .
Один из известных деятелей компьютерной индустрии того времени , Дон Ланкастер , обрисовал прототип персонального компьютера с процессором 8008, назвав новое устройство гибридом печатной машинки и телевизора, хотя, конечно, ни о каких фильмах на экранах мониторов в то время и речи не шло.
После 8080, в марте 1976 года, был представлен чип 8085 . Процессор получил две инструкции для контроля за прерываниями и поставлялся в более совершенном корпусе. Стоит также отметить, что 8085 требовал лишь один источник питания — +5 В, тогда как его предок 8080 нуждался аж в трех — +12 В, +5 В и -5 В. Большим успехом 8085 пользовался не в ПК, а в электронных весах компании Toledo ! 8085 работал на частотах от 3 до 6 МГц.
Популярность IBM PC на базе Intel 8088 принесла большой успех компании.
Время шло, и на полупроводниковом рынке становилось тесно. Intel еще не обрела мировую известность, и ей наравне с остальными приходилось бороться за выживание. В 1978 году специалисты Intel завершили разработку легендарного процессора 8086 , который заложил основы сегодняшнего процессорного мира. Архитектура чипа дошла до наших дней в качестве стандарта, а любые программы, написанные для x86-процессоров, запустятся на каждом современном компьютере, построенном даже на Athlon 64 или Pentium 4 .
8086 содержал 29 тысяч транзисторов и работал в 10 раз быстрее 8080 . Количество базовых команд увеличилось до 92, шина стала 16-разрядной, а объем поддерживаемой памяти возрос до 1 Мбайт — неплохой шаг вперед. Основным конкурентом на рынке тогда был Z80 от Zilog Corporation . Судьба распорядилась таким образом, что родоначальник x86 так и не стал стандартом де-факто и редко использовался в ПК. Интересно отметить, что в то время Intel заключила соглашение с Siemens , которая получила возможность производить 8086.
В августе 1981-го компания IBM стала предлагать компьютеры IBM PC на базе 8088. В них было установлено 16 кбайт памяти, а работали они под управлением DOS 1.0 . Кстати говоря, с запуском IBM PC начал зарождаться и альянс Intel и Microsoft — Wintel . ПК получили большое распространение, что позволило Intel отвоевать место в ежегодном рейтинге журнала Fortune — 500 лучших американских производителей.
Второе поколение процессоров открыл чип 80186 , о существовании которого мало кто знает и помнит. Многие слышали о 80286 и 80386 , на которых играли в такие игрушки, как Civilization , Wolfenstein 3D и Warcraft , а вот 80186 остался в тени. Объяснение феномену есть — этот камень почти не использовался в компьютерах.
Завершая рассказ о линейках 8086 и 80186, надо упомянуть, что для них были выпущены внешние математические сопроцессоры 8087 и 80187 , устанавливающиеся в специальные разъемы на материнских платах. Забегая вперед, скажем, что сопроцессоры отдельно продолжали выпускать вплоть до эпохи 486-х.
Intel 386 - первый 32-битный процессор, который поддерживал Windows 95.
Процессор 286 включал 16-битную шину данных, 24-битную адресную шину (до 16 Мбайт памяти) и имел 68 контактов. Стартовая частота составила 6 МГц, однако позднее стали выпускать модели со скоростью до 12 МГц. Процессор обходил предшественников не только за счет более высоких частот, но и за счет технологического совершенства — благодаря возможности выполнять большее число команд за такт.
Как раньше говорили, роль 80286 в истории трудно переоценить — на нем в 1984 году были созданы компьютеры IBM PC AT , популярность которых превысила все мыслимые и немыслимые ожидания. Судите сами: середина восьмидесятых ознаменовалась появлением крупных журналов, посвященных целиком и полностью только ПК, появилось множество компаний-разработчиков программного обеспечения — так вся индустрия получила серьезный толчок вперед. Однако обольщаться не стоит, в те времена персональный компьютер стоил как два неплохих автомобиля и позволить себе его мог далеко не каждый. Играли тогда не дома, а на работе, проводя туда друзей и знакомых в выходные по специально выписанным пропускам.
Первым 32-разрядным процессором семейства x86 стал 386, созданный в 1985-м, разрядность шины данных и адресной шины составила 32 бита. Время решения задач для 386, по сравнению с 286, уменьшилось в полтора-два раза за счет большего числа команд, выполняемых за такт. В отличие от 286, в 32-разрядном первенце была реализована уже стабильная поддержка многозадачности, являющейся основой операционных систем семейства Windows . Сам чип содержал 275 тысяч транзисторов (для сравнения — 4004 содержал в сто раз меньше), адресовал 4 Гбайт оперативной памяти и работал на частотах от 16 до 33 МГц. Как часто это бывает, для нового поколения процессоров нужна была и новая материнская плата — с разъемом на 132 ножки.
Интересно отметить, что 386 не использовал множитель, как современные процессоры, а работал на частоте материнской платы. Но вернемся к многозадачности: приложения Windows работали не с физическими адресами, то есть ячейками памяти, а с логическими, не подозревая даже о том, что время от времени те же физические сегменты памяти могли использовать другие программы. Если программе не было необходимости занимать память ОЗУ, то ее данные сохранялись на жестком диске в виде виртуальной памяти, освобождая таким образом оперативную память для других. На этом принципе работают все приложения в современных многозадачных ОС.
Intel 386 хоть и поддерживал 32-битные системы, на момент поступления в продажу Windows 95 еще не была создана. Как только она вышла, всплыла сенсация — процессоры содержали критическую ошибку B1, возникающую при работе именно с 32-битными системами! После апреля 1987-го компания начала выпуск исправленных версий 386, а чипы с ошибкой маркировала как процессоры только для 16-битных ОС.
Подобно тому, как в середине 70-х Intel представила облегченный вариант 8086, компания анонсировала 386 SX . Выпуск нового процессора заводы компании начали в июне 1988. Оригинальный 386 стали маркировать как 386 DX . В случае с SX-версией была уменьшена разрядность шин: до 16 бит — шина данных и до 24 бит — адресная шина. В результате этого 386 SX терял в производительности примерно 20% по сравнению с эталоном в 16-битных приложениях, в 32-битной Windows 95 он работал медленнее почти на две трети. Еще одним чипом на основе 386 стал 386 SL , разработанный для ноутбуков. Процессор работал на частоте 25 МГц и потреблял меньше энергии.
В 1989 году 486 открыл новые горизонты в компьютерной индустрии, пользователи получили мощный и доступный инструмент для работы с множеством мультимедийных функций. Одним из главных отличий 486-го стал встроенный сопроцессор, который избавил от необходимости дополнительно устанавливать на плату второй чип. О нем и дальнейшей истории компании читайте в следующем номере.
Появление первых компьютеров не ознаменовалось моментальной технической революцией. Первые вычислительные устройства были построены на основе дорогостоящих и больших электронных ламп с ограниченным эксплуатационным сроком. Обслуживание подобной техники сопровождалось колоссальными денежными издержками. Поэтому компьютеры использовались только крупными корпорациями, исследовательскими центрами и военными учреждениями.
Новые технологии позволили на миниатюрном чипе разместить миллионы транзисторов. Поэтому отныне максимальную вычислительную мощность можно было интегрировать в портативное устройство.
Он решил завершить исследование кремниевых полупроводников. Из-за этого восемь ключевых сотрудников Shockley Transistor уволились, включая будущих основателей фирмы Интел. После своего ухода Вероломная Восьмерка, именно так их прозвал Шокли, пытается создать новую компанию. Молодые специалисты обзвонили около 30 организаций, но не наткнулись на владельца Fairchild Camera and Instrument. Он согласился инвестировать $1,5 млн. в новую фирму.
В итоге было подписано соглашение с премией. Если проект окажется успешным, то главный инвестор сможет выкупить компанию полностью за $3 млн. Это право было активировано уже в 1958 году. Зимой следующего года один из членов Вероломной Восьмерки изобретает интегральную схему. Модель Роберта Нойса появилась позже, чем схема Джека Килби, но зато она оказалась максимально пригодной для массового производства. Она по сегодняшний день используется в интегральных чипах.
Основание компании Intel
Изначально Мур и Нойс хотели, чтобы IT-компания носила их фамилии, однако к тому время существовала сеть гостиниц с таким названием. Для привлечения денежных средств Роберт Нойс занялся созданием бизнес-плана, который уместился всего лишь на одной странице. Однако этого оказалось достаточно для получения $2,5 млн. Сделка была заключена с венчурным инвестором, который ранее помог в создании Fairchild Semiconductor.
История развития компании Intel
Начало работы и первые продукты
Управление новым процессором осуществлялось с помощью программного обеспечения, которое позволило адаптировать функции микросхемы для выполнения вычислительных задач. Универсальность этой разработки заключалась в том, что использовать ее можно было не только в калькуляторах. Логические модули имели единственное назначение с установленным набором команд.
Первые микропроцессоры
В итоге Теодор Хофф создал не просто устройство для калькулятора, а полноценный микропроцессор. Однако все права на эту разработку принадлежали Busicom. Абсолютно все инженеры понимали, что микросхема имеет неограниченную сферу применения. Это могло дать мощнейший толчок для последующего развития компании Intel.
Бурное развитие
В последнее время производительность новых процессоров дает прирост производительности в диапазоне 5-25%. Однако в начале эпохи развития вычислительных устройств мощность каждой последующей модели давала более ощутимую разницу. Внедрение инновационных стандартов, реализация особенностей архитектуры и прочие аспекты разработки занимали меньше времени.
1 апреля 1972 года был представлен микропроцессор 8008, который состоял из 3 500 транзисторов. Однако создавалось это устройство по старому техпроцессу. История создания данного чипсета схожа с разработкой 4004 процессора. Однако на сей раз заказчиком выступила компания Computer Terminal Corporation, которая заказала партию микросхем для терминалов. За дело взял Тед Хофф, и снова начал революцию в сфере IT.
Спустя 3 года фирма Интел представила новый микропроцессор 8080, который дал десятикратный прирост производительности по сравнению со своим предшественником. Он включал в себя 4 758 транзисторов. Построен на основе техпроцесса 6 000 нм. Этот процессор использовался в микрокомпьютере Altair 8800, поэтому уровень продаж существенно возрос.
Он понял, что плавающие затворы будут намного уместнее в платформах на перепрограммируемой основе. Поэтому возникла необходимость производства совершенно новой микросхемы ПЗУ. EPROM стала основой для создания микросхем, которые можно стереть и перепрограммировать с помощью электрического или ультрафиолетового воздействия. Новая технология появилась в 1971 году, но рынок сбыта был ничтожно мал.
Ранее еженедельно основатели компании обедали со своими коллегами, чтобы держать руку на пульсе событий. Однако штат расширился, поэтому возникла необходимость в смене системы управления. Для сплочения коллектива ТОП-менеджеры отказались от ряда привилегий: дорогостоящие автомобили, ужины в роскошных ресторанах за счет компании, частные парковочные места и т.д. Значительно уменьшилась бумажная волокита. Новым приоритетом стала дисциплина, ответственность и совместное достижение поставленного результата.
Напряженное время
В начале 80-х годов в истории развития Intel начинается черная полоса. На рынке памяти значительно усиливается конкуренция. EPROM и RAM не приносили должного дохода, поэтому ставка была сделана на создание микропроцессоров. Конкуренты считали, что Роберт Нойс и Гордон Мур решили отдать им рынок DRAM. Однако это не совсем так.
- устарелые производственные мощности;
- низкокачественное обслуживание клиентов;
- слишком обширный спектр деятельности.
В этот период было уволено около 30% сотрудников. Моральный дух команды упал. Однако вместо продолжения сокращения штата, руководство принимает решение начать быстрее выпускать новые продукты.
Лидерство Intel
В конце 80-х корпорация Интел выпускает новый процессор i486. Он включал в себя 1,2 млн. транзисторов, и работал в 50 раз быстрее своего предшественника. Затем на рынке появляется 64-битный чип i860. Он также был построен на технологии RISC, хотя предварительно руководство обещало отказаться от нее.
В это время появляются первые процессоры Pentium. Чипсеты этого поколения уже поддерживали функцию видеосвязи в режиме реального времени. Окончательно завоевать лидерство на рынке помог переход к проектированию дизайна чипсетов и материнских плат. Теперь компания полностью укомплектовала компьютеры. Специально для ноутбуков была выпущена платформа Celeron. Лэптоп Compaq с таким процессором в конце 90-х годов оценивался в $1 000.
Выход на новые рынки
- флеш-память для мобильных телефонов;
- пейджеры;
- коммутаторы;
- Wi-Fi роутеры;
- комплектующие принтеров и другой оргтехники.
Новый век
Побороть кризис позволил запуск процессора для ноутбуков Centrino, который был объединен с материнской платой. В 2005 году компания подписывает соглашение с Apple, согласно которому лэптопы Macintosh меняют чипы IBM на Intel. Фирма Интел продолжает расширять спектр продукции для мобильного рынка, что также улучшает статью доходов корпорации.
Рекламная кампания Intel Inside
Корпорация Интел всегда испытывала проблемы с узнаваемостью бренда. Поэтому в начале 90-х годов была запущена маркетинговая программа "Intel Inside". Главным ее следствием стало появление одноименной наклейки на всех устройствах, которые были оборудованы процессорами этой компании. Американский производитель также активно инвестировал деньги в телевизионную рекламу.
Все это позволило за относительно небольшой промежуток времени увеличить узнаваемость торговой марки. Программа "Intel Inside" по-прежнему не завершена, и продолжается по сегодняшний день, но уже не с таким бюджетом.
Компания Intel Сейчас
Сегодня компания Интел входит в ТОП-10 самых успешных, и узнаваемых брендов. На рынке микропроцессоров продолжается ожесточенное противостояние с AMD. На сегодняшний день капитализация корпорации составляет $262 млрд. А за последние два года объем чистой прибыли увеличился вдвое. Последние 64-битные процессоры последнего поколения построены на ядре Cascade Lake-X. Они созданы на основе 14-нм техпроцесса.
История развития Интел является показательной. Управляющие всегда умели комбинировать производство комплектующих для ПК с другими сферами деятельности. Своевременное внедрение новых маркетинговых стратегий позволяло компании развиваться. Сегодня компания продолжает оставаться одним из флагманов в IT-индустрии.
Тарас С. Частный инвестор, предприниматель, блогер. Инвестирую с 2008 года. Зарабатываю в интернете на высокодоходных проектах, криптовалютах, IPO, акциях и других активах. Со-владелец нескольких ресторанов и сети магазинов электронной техники. Консультирую партнеров, делюсь опытом.
Присоединяйся в Telegram-канал блога со свежими новостями. Чат с консультантом в Телеграм.
Почему же так сложилось? Почему с таким огромным количеством компьютеров в мире, ни одна другая компания не захотела урвать себе кусок рынка?
История рынка x86 процессоров
Родоначальник архитектуры x86, процессор Intel 8088Для того, чтобы понять почему существует только два варианта процессоров для вашего компьютера, нам необходимо вернуться к первому персональному компьютеру от IBM родом из 1981 года. IBM выбрала для своего компьютера процессор Intel 8088, который был основан на наборе инструкций x86. Это стало чрезвычайно важным выбором, поскольку IBM PC завоевал невероятную популярность, и смог вытеснить с рынка множество конкурентов. Дело в том, что это был гибкий, хорошо построенный компьютер, который мог предложить отличное соотношение цены и качества.
Это привело к тому, что разработчики программ были все больше заинтересованы в написании приложений для IBM совместимых компьютеров, которые использовали процессоры x86. Компания Intel вместе с тем, смогла быстро сделать себе имя в области микропроцессоров. И благодаря этому, в конечном итоге они смогли начать лицензировать архитектуру x86 другим компаниям, чтобы удовлетворить спрос, без необходимости производить x86 чипы полностью самостоятельно, и при этом все еще зарабатывать деньги.
Процессор AMD Am386DX-40 CPU, совместимый с Intel 80386 Процессор AMD Am386DX-40 CPU, совместимый с Intel 80386Иронично, что AMD была одной из этих компаний лицензиатов, и, хотя Intel и AMD, очевидно, по-прежнему остаются конкурентами, AMD все еще обладает лицензией x86, которую она использовала несколько раз, чтобы победить Intel в их собственной игре. Очевидно, что рост популярности их линейки в настоящее время, создает Intel препятствия, но такое уже случалось в 90-е годы, когда AMD начала улучшать дизайн x86, и напрямую конкурировать с командой синих, а не просто быть вторым поставщиком чипов Intel.
Хотя AMD и не была единственной компанией, лицензирующей x86, которая пыталась закрепиться на рынке, у красной команды были знания и ресурсы, чтобы стать серьезным соперником, поскольку они уже были публичной компанией и владели несколькими фабриками чипов. Другие фирмы, у которых был доступ к x86 архитектуре, просто не могли составить хорошую конкуренцию в этом отношении. Одним из заметных примеров является компания Cyrix, которая в середине 90-ых годов пыталась дать отпор новой линейке процессоров Intel Pentium.
Cyrix обещала большую производительность, но не смогла обеспечить поставки в должном объеме. Вместе с тем, компания также допустила печально известную ошибку, решив сосредоточиться на производительности целочисленных операций, чтобы конкурировать с Pentium. В то время, в Cyrix полагали, что большинство настольных программ продолжит использование, по большей части, целочисленных вычислений. Однако, на самом деле недорогой и производительный Pentium стал настолько популярным, что разработчики начали писать программы с прицелом на его блок операций с плавающей точкой.
Поэтому противостояние Cyrix не продлилось очень долго. А другие потенциальные конкуренты обычно просто запаздывали со своими решениями, и не могли ответить на продукты Intel и AMD. Подумайте о том, как Apple перешла от PowerPC на Intel, отчасти из-за того, что чипы синей команды просто были производительнее в пересчете на ватт.
И конечно, следующая крупная инновация в мире настольных ЦПУ, 64 битные вычисления, были разработаны ни кем иным, как AMD, которая впоследствии кросс-лицензировала эту технологию Intel, проложив путь в современную эру вычислений x86-64. В действительности, эта технология применяется во всех современных ПК, и она сделала еще более сложным, для небольших производителей чипов, процесс становления и закрепления на рынке.
Сейчас, на мобильных процессорах Qualcomm работает огромное количество смартфонов Сейчас, на мобильных процессорах Qualcomm работает огромное количество смартфоновСейчас, конечно, поскольку большинство из этих проблем сосредоточено вокруг x86 архитектуры, производители чипов, которые сконцентрированы на других наборах инструкций, справляются весьма неплохо. Вы наверняка должны знать о Qualcomm, например, которая является крупным игроком на мобильном рынке, со своими чипами на основе Arm.
Apple также наделала не мало шума не так давно, представив свой Arm процессор M1, который предлагает впечатляющую производительность пользователям Mac. Однако, если вы сторонник обычных ПК, то мы бы не стали ждать, что дуополия вдруг исчезнет в ближайшее время.
Когда разговор заходит о процессорах, мы в основном вспоминаем про Intel. В последние годы AMD также стала популярной, да и создатели ARM-чипов не отстают. Однако остальные производители со своими диковинными архитектурами обычно находятся в тени для обычного пользователя, и о них мы и поговорим в этой статье.
Hygon Dhyana — AMD из Китая
Поднебесная является «вкусным» рынком для многих производителей компьютерной техники, однако местные законы достаточно суровы к заокеанским гаджетам, поэтому многие компании открывают местное производство. AMD так и сделала в 2016 году, скооперировавшись с китайской компанией Hygon, дабы производить процессоры для местных дата-центров.
В итоге родились весьма необычные процессоры Hygon Dhyana. По сути они являются копиями AMD Ryzen и EPIC первого поколения на 14 нм архитектуре Zen, однако отличий все же хватает. Во-первых, внутрь добавлен китайский криптографический движок для защиты информации. Во-вторых, добавлены некоторые собственные инструкции и убраны некоторые сторонние (так, не поддерживается шифрование AES).
Что касается конкретных CPU, то на китайском рынке есть много моделей: топовым является серверный Dhyana Plus с 32 ядрами и частотой до 3.6 ГГц. А самой простой моделью можно назвать Hygon 3120 — у него всего 4 ядра с частотой в 1.8 ГГц и теплопакет в 40 Вт. Что интересно, в теории такие CPU используют типичные для AMD сокеты TR4 и AM4, однако на практике «десктопные» версии обычно припаиваются на плату, а серверные требуют собственных плат.
А что насчет производительности? В задачах с целочисленными вычислениями такие клоны выступают на уровне решений AMD, а вот производительность в задачах с плавающей запятой ощутимо ниже — и это ожидаемо, «красная» компания явно не горела желанием полностью отдавать архитектуру Zen китайцам. В итоге в многих криптографических тестах производительность просто удручающая, на пару порядков ниже, чем у обычных процессоров AMD. Но, с другой стороны, в тестах рендеринга пара 32-ядерных Hygon Plus показали вполне терпимые результаты на уровне 32-ядерного AMD Threadripper:
При этом, что интересно, наработки по новым архитектурам Zen 2 и Zen 3 компания AMD китайцам не отдала вообще, поэтому теперь процессоры Hygon будут развиваться самостоятельно — для этого было нанято порядка 500 инженеров и планируется переход на 7 нм техпроцесс. И это вполне ожидаемо, так как крупный китайский оператор China Telecom заинтересовался этими CPU.
POWER9 — да, IBM жива и продолжает делать процессоры
Расцвет архитектуры Power для пользовательских ПК пришелся на начало нулевых — именно тогда активно продавались так называемые Power Mac. Однако, как мы знаем, на конференции WWDC 2005 года Стив Джобс объявил, что компания Apple переходит на процессоры Intel, которые оказались и быстрее, и экономичнее.
Но даже после этого CPU IBM Power не исчезли из пользовательских устройств — не все знают, но консоль Xbox 360 работала на 3-ядерном 6-поточном PowerPC-процессоре. Так что полный уход архитектуры Power из пользовательского сегмента случился лишь в 2013-14 годах с выходом Xbox One. Однако IBM не перестала делать процессоры, она просто полностью переключилась на серверный сегмент.
Самым новым продающимся семейством процессоров IBM является POWER9, которое было анонсировано в 2016 году, а в 2017 поступило в продажу. Эти CPU базируются на 14 нм техпроцессе и интересны тем, что умеют работать с 8 потоками на одно ядро (SMT8), то есть 12-ядерное решение может обрабатывать 96 логических потоков. Для сравнения, процессоры Intel и AMD могут обрабатывать максимум 2 потока на 1 физическое ядро.
В левой руке девушки процессор POWER9, в правой — его кристалл.
Также есть версия с 24 ядрами и 96 потоками, и да, она также имеет смысл, так как виртуальные потоки могут быть гораздо менее эффективными, чем физические. Что касается частот, то они могут достигать внушительных 4 ГГц, также процессоры могут похвастаться 120 МБ кэша L3 и поддержкой PCIe 4.0 (которую Intel до сих пор реализовать в десктопах не может).
Разумеется, такие CPU используются не в домашних ПК и даже не в серверах — в основном они стоят в суперкомпьютерах, таких как Summit и Sierra (первый является самым мощным на момент 2019 года). Но, в общем и целом, на них можно запускать более-менее привычные ОС: так, ядро Linux поддерживает архитектуру POWER9 начиная с версии 4.6 от марта 2016 года.
Также в августе компания IBM анонсировала процессоры POWER10. Они могут похвастаться числом ядер от 15 до 30, есть поддержка SMT8 и базируются они на 7 нм техпроцессе. К тому же они поддерживают новейшую шину PCIe 5.0 и в задачах машинного обучения в разы быстрее решений на POWER9. Выход на рынок обещают в 2021 году.
Zhaoxin — VIA тоже жива
Возможно, олды помнят, что в нулевых компания VIA производила как процессоры (такие как C3 и C7), так и видеокарты, причем последние — вполне успешно: например, ее графический чип Savage входил в состав многих чипсетов и отлично подходил для офисных ПК из-за своей низкой цены. В итоге на пике видеокарты VIA S3 занимали аж 10% рынка. Компания даже сумела засветиться в нетбуках с процессорами Nano, которые были неплохими конкурентами для первых Atom.
Но все же выдержать конкуренцию со стороны Intel и AMD компания не смогла, и в итоге в 2013 году совместно с городской администрацией Шанхая организовала компанию Zhaoxin для производства CPU на внутренний рынок Китая. Первые решения были не особо интересными и малоизвестными в других странах, а вот KX-U6780A, попавший несколько месяцев назад в руки специалистов tom's HARDWARE, сумел удивить.
Так, сей «камень» имеет 8 ядер с частотой в 2.7 ГГц, 8 МБ кэша L2 и даже поддерживает инструкции SSE4.2 и AVX, что позволяет запускать на нем современный софт. Ах да, самое главное — он базируется на архитектуре x86, то есть на нем запускается и отлично работает Windows 10. Более того, он поддерживает обычную шину PCIe, что позволило подключить к нему в пару Nvidia RTX 2080 Ti. Что касается ОЗУ, то процессор работает с двухканальной DDR4-2666.
Однако в любом случае плату с этим процессором Zhaoxin может купить в Китае любой желающий — цена вопроса составляет $600. С учетом того, что VIA явно на этом не остановится, вполне возможно, что через пару лет на рынке появится полноценный конкурент AMD и Intel, пусть и в нижнем ценовом сегменте.
SPARC — да, Oracle развивает не только Java
Архитектура SPARC была разработана компанией Sun Microsystems еще в далеком 1985 году, и, что интересно, она является открытой. Это означает, что любой человек или компания могут использовать архитектуру команд SPARC для создания собственных процессоров — чем, собственно, и воспользовались как российский МЦСТ, так и американский Oracle.
Причем последние сделали процессор именно для своих нужд: так, SPARC M8 интересен тем, что он в кремнии поддерживает SQL, язык для создания баз данных. При этом сей камушек также поддерживает работу с основными криптографическими протоколами (AES, SHA, DES, MD5) и имеет аппаратную защиту памяти.
Что касается характеристик SPARC M8, то они весьма внушительны: 32 ядра и 256 потоков, частота до 5 ГГц, 64 МБ кэша L3 — все это привело к тому, что при работе с базами данных конкуренты от Intel и AMD тихо курят в стороне. В итоге в настоящее время M8 весьма популярны в серверах под управлением ОС Solaris.
Ну и, разумеется, говоря о SPARC нельзя не вспомнить про российские процессоры от МЦСТ — например, о R1000. Выбор такой архитектуры был вполне ожидаем с учетом ее открытости, но сама SoC характеристиками не блистала: 4 ядра по 1 ГГц, контроллер памяти DDR2, технопроцесс 90 нм — все это в 2015 году выглядело печально. Поэтому нет ничего удивительного в том, что МЦСТ решила почти полностью переключиться на Эльбрусы, и о них мы поговорим ниже.
МЦСТ Эльбрус — недооцененные российские процессоры
Правда, как обычно, где-то по середине. Все дело в том, что архитектура «Эльбрус» не совсем обычная — она базируется на архитектуре VLIW, особенность которой заключается в том, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно. В итоге такая архитектура ближе к GPU, чем в CPU (и, к слову, у AMD были видеокарты на VLIW 5), что делает адаптацию софта для нее крайне непростым делом.
К слову, такая «длинная» архитектура (дословно Very Long Instruction Word — «очень длинная машинная команда») является очень гибкой, что позволило написать динамический двоичный транслятор x86, то есть на «Эльбрусах» можно запускать и привычный нам софт. Однако, разумеется, трансляция работает не идеально, поэтому и не удивительно, что x86-процессоры от Intel и AMD при прямом сравнении в задачах, написанных именно под них, оказываются быстрее.
Но, если поместить «Эльбрусы» в «родную среду обитания» — а именно запустить на них различные специально под них написанные дистрибутивы Linux, такие как ALT или Astra, все ощутимо меняется. Возьмем, например, процессор «Эльбрус-8С1», вышедший в 2016 году. Он имеет 8 ядер со скромной частотой в 1.2 ГГц, умеет работать с DDR3-1600 и обладает 16 МБ кэша L3. Техпроцесс при этом — 28 нм.
В итоге, если брать тест PostgreSQL 11.5, в котором создаются базы данных, то сей процессор показывает в нем результат на уровне 3500 транзакций в секунду. Много это или мало? Ну, 6-ядерный 12-поточный AMD Ryzen 5 2600X, имеющий частоту в 4 ГГц и базирующийся на 12 нм архитектуре Zen+, показал результат в 6200 транзакций в секунду. С учетом того, что решение от AMD имеет и больше потоков, и куда более высокую частоту, и на пару лет моложе — результаты «Эльбруса» уже не выглядят печальными.
Есть ли потенциал развития архитектуры e2k (именно так называется в Linux архитектура «Эльбрус») в десктопных ПК? Все очень сильно зависит от оптимизации софта: x86 код ожидаемо работает медленно, а адаптация далеко не проста. С учетом того, что стоят ПК с такими процессорами немало, и их доля на рынке исчезающе мала — есть шанс, что «Эльбрусы» так и останутся диковинками для обычных людей, а ПК с ними будут работать лишь в госорганизациях.
Не на Intel едином стоит рынок процессоров
Как видите, различных процессорных архитектур на рынке много, и дело не заканчивается на x86 или ARM. Активно развиваются китайские процессоры, IBM и не думает умирать, и даже Oracle и МЦСТ представляют интересные решения. Разумеется, доля «диковинок» никогда не была и вряд ли когда-то будет большой, но все еще многообразие процессорных архитектур не может не удивлять.
Читайте также: