Kako je Intel postao najveći svjetski proizvođač čipova: evolucija dizajna i tehnologije proizvodnje čipova

Intel je multinacionalna korporacija koja desetljećima dominira tržištem dizajna i proizvodnje čipova. Kao vodeća tvrtka u industriji, tvrtka je osigurala ugovore visokog profila i partnerstva s velikim korporacijama uključenim u proizvodnju i montažu računalnih sustava. Ali zašto je Intel postao dominantan igrač u poslovanju s dizajnom čipseta i što je s tvrtkama u istom sektoru? Zašto Intelu nedostaje konkurencije i što je njegov istaknuti konkurent ARM držalo u mraku unatoč velikom tržištu? Pogledajmo što je Intelu donijelo trenutni moćan stav i zašto bi njegove najnovije najave budućih pothvata označile još jedan uspjeh za tvrtku.

Prvi korak prema evoluciji: Intel lansira 4004

Ako bismo počeli razmišljati o tome kako nastaju procesori kakve poznajemo, morali bismo se vratiti u prošlost do otkrića silicija. Procesori su u početku evoluirali u čip tijekom vremena od prekidača i vrata, kao što je predložio Nikola Tesla i tranzistora izumljenih u Bell Labsu četrdesetih godina. Iako je evolucija možda datira unatrag, ali za modernu generaciju, procesori su uvijek bili definirani imenom Intel.

Izvor slike: Intel

Nakon svog osnutka 1968., Intel se bavio razvojem procesora na temelju narudžbe za velike korporacije, a jedna takva narudžba bila je od japanske tvrtke Busicom Corp. koja je zamolila Intel da im napravi pošiljku prilagođenog mikroprocesora, koji je bio potpuno integriran u jedan mali čip. Intel je to učinio uz pomoć fizičara Federica Faggina. Kako je novi Intel 4004 radio s punom funkcionalnošću u testnim okruženjima, Intel ga je konačno lansirao kao komercijalno dostupan dio tehnologije. To je označilo ne samo Intelov upad u proizvodnju čipova za pojedinačna računala, već je također pokrenulo niz istraživanja i eksperimentiranja kako bi se promijenilo i konačno dominiralo osobnim računalnim iskustvom korisnika.

Arhitektura x86: Intelova dominacija nad proizvodnjom i dizajnom čipova

Intel 4004 slijedili su vlastiti nasljednici sve do 1981. Ali prije toga, Intel je zabilježio novi uspjeh u arhitekturi dizajna čipova, za koju tada nitko nije mislio da će postati temelj za budućnost dizajna čipova i proizvodne tehnologije ne samo za Intel ali i ostali potencijalni konkurenti u ovoj industriji.

Izvor slike: Tech Radar

Svaki CPU je dizajniran prema određenom ISA-u, što je skraćenica od Arhitektura skupa instrukcija , koja u osnovi govori CPU-u da radi svoj posao. Ove upute, koje su napisane u asemblerskom jeziku, pokreću matematičke kodove CPU-a, stoga kontroliraju CPU-ovo razumijevanje naredbi, obradu i konačno izvršenje. Arhitektura x86 bila je sličan skup instrukcija, koja je prvi put pronašla svoj put u sve to kroz Intelove 8086 procesore 1978. Arhitektura x86 se tehnički naziva CISC arhitektura (Complex Instruction Set Computing).Jednostavnim riječima, CISC je napravljen za izvršavanje složenih naredbi na računalu tako što čini procesore dovoljno sposobnim da shvate više operativnih uputa kao jedan podatkovni slot. To omogućuje računalnom sustavu pokretanje aplikacija i softvera koji zahtijevaju više memorije za rad.

Uspjeh x86 arhitekture: Intel je pobijedio Motorola i postao industrijski standard

Izvor slike: Wccftech

Naziv "x86" izveden je iz početne linije procesora koje je Intel lansirao sa sufiksom "86" kao što su 8086, 80186 i 80286. Intelu je tada na tržištu natjecala Motorola serija 68000 procesora, koja je odabrana za Apple Macintosh . Međutim, kompatibilnost unatrag x86 za starije i novije uređaje Intelu je olakšala ostanak na tržištu. Štoviše, Macintoshev neuspjeh rezultirao je nesposobnošću Motorola-e da svoje procesore u velikim količinama isporuči tadašnjem industrijskom lideru IBM-u , koji je kasnije odlučio nastaviti poslovati s Intelom. I tu je x86 postao industrijski standard, gurajući druge da na istom baziraju svoj klonirani skup arhitekture i instrukcija čipa.

AMD: Prvi natjecatelj

AMD, skraćenica za Advanced Micro Devices Inc.osnovan je u isto vrijeme kada je osnovan Intel. AMD, baš kao što su i Intel suosnivali bivši zaposlenici iste tvrtke Fairchild Semiconductors. AMD je započeo kao drugi dobavljač za sam Fairchild, a kasnije je također krenuo u zajednički pothvat s njemačkim konglomeratom Siemens. Ali AMD je napravio proboj kada je Intel AMD-u dostavio baze podataka svoje x86 arhitekture. Kada je IBM krenuo naprijed s Intelom, u ugovoru je stavio uvjet da će Intel morati IBM-u osigurati proizvođača drugog izvora za svoje procesore bazirane na x86, a AMD je dobio ponudu. To je rezultiralo desetogodišnjim partnerstvom između AMD-a i Intela. U tom razdoblju, AMD je ostao drugi dobavljač za x86 procesore nakon Intela, a u sljedećih pet godina lansirao je vlastite procesore klonirane iz x86 arhitekture, tako

U trenutnom scenariju, AMD je jedini konkurent Intelu u industriji dizajna čipova. Međutim, Intel ima vlastiti proces proizvodnje koji mu omogućuje da osigura kvalitetniji materijal u svojim procesorima. S druge strane, AMD još uvijek prepušta proizvodnju i bavi se problemima grijanja. Međutim, AMD-ova nova arhitektura Ryzen čipa pokazala se uspješnom i nadmašila je Intel na tržištu na određenim razinama. No, Intel i dalje dominira odjeljkom računala i poslužitelja u industriji čipova.

ARM Holdings: Novo otkriće

ARM Holdings se ranije zvao Acorn Computers, gdje je nekoliko inženjera iz Cambridgea otkrilo energetski učinkovit procesorski čip. Razlika je bila u tome što je ovaj čip dizajniran na potpuno drugačijoj arhitekturi nazvanoj RISC (Reduced directions Set Computing). Za razliku od CISC-a, ova arhitektura je bila sposobna upravljati svim izračunima za CPU u pojedinačnim paketima podataka, dopuštajući računalu i osnovne probleme u pohrani. Ali postoji kvaka. Iako čipovi bazirani na RISC-u mogu zasebno preuzimati sve vrste CPU naredbi u pohrani, takva arhitektura ne bi bila u stanju obaviti velike zadatke računalnog sustava i ne bi mogla pokretati softver koji zahtijeva više memorije. To je zato što bi memoriju potrošili podaci instrukcija u relativno velikoj količini. Čak i ako je čip dizajniran za pokretanje poslužitelja ili sustava veće memorije, ne bi bio isplativ, čak bi se suočio i sa ozbiljnim kašnjenjima i problemima topline i oštećenja.

Izvor slike: Macmint

Ali, postojala je jedna prednost. Novi RISC čipovi mogli su raditi s manje energije i čak su mogli koristiti energiju obližnjih preostalih komponenti. Zbog toga su ovi čipovi bili najbolji izgledi za uspjeh za prijenosne uređaje, a to je dovelo do dogovora između Acorna i Applea za Appleove uređaje Newton. Newton nije uspio, ali se pročulo da postoji procesor koji može raditi na prijenosnim uređajima. Ime ARMosnovana je 1998. godine IPO tvrtke, a od tada je ARM kupio preko dvadeset korporacija uključenih u bilo koju vrstu istraživanja i razvoja poluvodiča. Tvrtka je od tada mnogo uložila u istraživanje i postala je izvor arhitekture raznih procesora koji pokreću moderne pametne telefone brendova poput Samsunga i Applea. Dakle, ako bilo kada čujete Qualcomm ili Cortex, znajte da je ARM uključen u pozadini.

Dakle, zašto nitko nikad nije čuo za ARM?

ARM je jedna od najuspješnijih britanskih korporacija. Ali razlog zašto nitko zapravo ne zna za tvrtku je taj što nikada ne dizajnira ili proizvodi čipove u svoje ime. ARM je organizacija posvećena istraživanju koja je razvila, nadogradila i poboljšala svoju arhitekturu skupa čipova. U zamjenu za ovo istraživanje i arhitekturu, ARM naplaćuje dizajnerima i proizvođačima licencnu naknadu za korištenje svog intelektualnog vlasništva, a također naplaćuje autorske naknade za svaki čipset koji se prodaje u njihovim pametnim telefonima. Energetski učinkoviti čipseti pokazali su se uspješnim za pametne telefone i dokazano učinkovitima u pokretanju vrhunskih prijenosnih uređaja koji pokreću aplikacije male veličine.

No, ARM se sada suočava s velikim problemom konkurencije u budućnosti. Mnogo je tvrtki sada počelo proizvoditi vlastite CPU i GPU-ove. Qualcomm je jedan takav primjer. To pokušavaju i drugi. Samsung također pokušava napraviti učinkovit dizajn čipa; međutim, osim Qualcomma, nijedna druga tvrtka nije pokazala značajan uspjeh. U međuvremenu, ARM je davao licencu drugim proizvođačima pametnih telefona kao što su Huawei, LG, Apple i Samsung i nastavlja im pružati arhitektonske dizajne.

Usred nedavnog razvoja nagodbe Qualcomma i Applea i najnovije zabrane Huaweija , proizvođači pametnih telefona teže samodostatnosti. Hoće li ARM-ov poslovni model napredovati u budućnosti samo ako ovisi o tantijema za arhitektonske licence?

Hoće li ARM ikada preuzeti Intel?

Intel se suočio s određenim usponima i padovima u svom poslovanju s dizajnom čipova, ali gotovo je nemoguće skinuti Intel zbog njegovog britanskog kolege. Iako ARM drži većinu tržišta pametnih telefona, Intel i njegova arhitektura x86 posjeduju stolna računala, poslužitelje i drugu komunikacijsku opremu velikih razmjera. Kao što je ranije rečeno, ARM-ova RISC arhitektura nije ni blizu kloniranju učinkovitog poslužitelja tipa CISC. RISC je oduvijek bio namijenjen čipovima za prijenosne uređaje, a ARM za sada nema značajan napredak u segmentu prijenosnih računala i poslužitelja u industriji čipova. Štoviše, Intel ima dugogodišnji odnos s IBM-om što Intel stavlja u profitabilnu poziciju u usporedbi s ARM-om. Štoviše, Intel također ima prednost imena robne marke, što je velika stvar u poslovanju vođenom marketingom.

Intelovi partnerski programi s drugim tvrtkama također eskaliraju. Intelov najnoviji glavni događaj prikazao je svoje partnerstvo s tvrtkama kao što su HP, DELL i Acer za izradu učinkovitih prijenosnih računala za kreatore sadržaja, kao i partnerstvo s Alienwareom za izradu prijenosnih računala kompatibilnih s igrama. Nadalje, Intel je nedavno najavio svoje nove Ice Lake procesore zajedno sa svojim planovima za lansiranje svojih vizionarskih prijenosnih računala Athena.S druge strane, ARM nije istaknuo niti najavio bilo kakav veliki razvoj ili diverzifikaciju u pogledu svog dijela dizajna čipova. S obzirom na tu činjenicu, Intelovi novi Core 10 procesori bili bi još jedan trag u industriji čipova, posebno u odjeljku fokusiranom na napajanje stolnih računala i poslužitelja. S nedavnom akvizicijom ARM-a od strane Softbanka, nejasno je kamo bi ARM-ov posao dizajna čipseta vodio dalje.

Ne može se reći da je ARM nestao ili da Intel ima stopostotnu uspješnost. Dok je ARM još uvijek vodeći u dizajnu čipova baziranih na pametnim telefonima, Intel se bori za održivi profit. To znači da su obje tvrtke u mješovitom stanju u pogledu prihoda i tržišnog udjela. Ali kada govorimo o brojkama, Intelova multinacionalna partnerstva i ulaganja u nove pothvate uzrokuju njegov relativno veći prihod. Intel možda nema monopol na tržištu, njegova usredotočenost na kvalitetan dizajn čipseta uvijek je privlačila potrošače, a dugotrajno ime marke vjerojatno će to sačuvati u budućnosti. Naprotiv, stalna ovisnost ARM-a o licencnim honorarima treba se promijeniti kako bi se održala profitabilna budućnost usred neizbježne konkurencije.