Hvernig Intel varð stærsti flísaframleiðandi heims: þróun flíshönnunar og framleiðslutækni

Intel er fjölþjóðlegt fyrirtæki sem hefur ráðið yfir flísahönnun og framleiðslumarkaði í áratugi. Þar sem fyrirtækið er leiðandi í iðnaði hefur fyrirtækið tryggt sér áberandi samninga og samstarf við stór fyrirtæki sem taka þátt í framleiðslu og samsetningu tölvukerfa. En hvers vegna Intel hefur orðið ráðandi aðili í kubbahönnunarbransanum og hvað með fyrirtæki í sama geira? Hvers vegna Intel skortir samkeppni og hvað hefur haldið áberandi keppinautum sínum ARM í myrkri þrátt fyrir að vera með stóran markað? Við skulum sjá hvað varð til þess að Intel fékk núverandi öfluga afstöðu sína og hvers vegna nýjustu tilkynningar þess um framtíðarverkefni myndu marka annan árangur fyrir fyrirtækið.

Fyrsta skrefið í átt að þróun: Intel kynnir 4004

Ef við myndum fara að velta því fyrir okkur hvernig örgjörvar eins og við þekkjum þá verða til, þyrftum við að fara aldir aftur í tímann til uppgötvunar kísilsins. Örgjörvar þróuðust upphaflega í flís í gegnum tíðina frá rofum og hliðum, eins og Nikola Tesla lagði til og smára sem fundust upp hjá Bell Labs á fjórða áratugnum. Þó að þróunin gæti verið aftur í tímann, en fyrir nútíma kynslóð, hafa örgjörvar alltaf verið skilgreindir með nafninu Intel.

Myndheimild: Intel

Eftir stofnun þess árið 1968 var Intel að þróa örgjörva á pöntunargrundvelli fyrir stór fyrirtæki, og ein slík pöntun var frá japanska Busicom Corp. sem hafði beðið Intel um að smíða fyrir sig sendingu af sérsniðnum örgjörva, sem voru að fullu samþættir í einn lítinn flís. Intel gerði það með hjálp eðlisfræðingsins Federico Faggin. Þar sem nýi Intel 4004 virkaði með fullri virkni í prófunarumhverfi, setti Intel hann loksins á markað sem tækni sem er fáanlegur á markaði. Þetta markaði ekki aðeins sókn Intel í flísaframleiðslu fyrir einstakar tölvur, heldur hófst einnig röð rannsókna og tilrauna til að breyta og að lokum ráða yfir persónulegri tölvuupplifun notenda.

x86 arkitektúrinn: yfirráð Intel yfir flísaframleiðslu og hönnun

Intel 4004 var fylgt eftir með eigin arftaka til 1981. En áður en það gerðist, skráði Intel nýjan árangur í flísahönnunararkitektúr, sem á þeim tíma hélt enginn að myndi verða grunnurinn fyrir framtíð flísahönnunar og framleiðslutækni fyrir ekki aðeins Intel en einnig aðrir hugsanlegir keppinautar í þessum iðnaði.

Myndheimild: Tech Radar

Sérhver örgjörvi er hannaður samkvæmt tilteknu ISA, sem stendur fyrir Instruction Set Architecture , sem segir örgjörvanum í grundvallaratriðum að gera starf sitt. Þessar leiðbeiningar, sem eru skrifaðar á samsetningarmáli, keyra stærðfræðilega kóða örgjörvans og stjórna því skipanaskilningi, vinnslu og endanlega framkvæmd CPU. x86 arkitektúrinn var svipað sett af leiðbeiningum, sem rataði fyrst inn í þetta allt í gegnum 8086 örgjörva Intel árið 1978. x86 arkitektúrinn er tæknilega kallaður CISC arkitektúr (Complex Instruction Set Computing).Í einföldum orðum, CISC er gert til að framkvæma flóknar skipanir á tölvu með því að gera örgjörva nógu hæfa til að skilja margar rekstrarleiðbeiningar sem eina gagnarauf. Þetta gerir tölvukerfinu kleift að keyra öpp og hugbúnað sem þarf meira minni til að keyra.

Velgengni x86 arkitektúr: Intel slær Motorola að verða iðnaðarstaðall

Myndheimild: Wccftech

Nafnið „x86“ var dregið af upphafslínunni af örgjörvum sem Intel kom á markað með „86“ viðskeytinu eins og 8086, 80186 og 80286. Intel var síðan keppt á markaðnum af Motorola 68000 örgjörvum, sem voru valdir fyrir Apple Macintosh . Hins vegar, afturábak samhæfni x86 fyrir eldri og nýrri tæki gerði það auðveldara fyrir Intel að vera áfram á markaðnum. Þar að auki leiddi bilun Macintosh til vanhæfni Motorola til að útvega örgjörva sína í miklu magni til þáverandi leiðtoga iðnaðarins IBM , sem síðar ákvað að halda áfram í viðskiptum við Intel. Og það er þar sem x86 varð iðnaðarstaðall, sem ýtti öðrum til að byggja klónað safn flísaarkitektúrs og kennslu á því sama.

AMD: Fyrsti keppandinn

AMD, stytting fyrir Advanced Micro Devices Inc.var stofnað á sama tíma og Intel var stofnað. AMD, rétt eins og Intel var stofnað af fyrrverandi starfsmönnum sama fyrirtækis sem heitir Fairchild Semiconductors. AMD byrjaði sem annar birgir fyrir Fairchild sjálft og fór síðar í sameiginlegt verkefni með þýsku samsteypunni Siemens. En AMD sló í gegn þegar Intel útvegaði AMD gagnagrunna með x86 arkitektúr sínum. Þegar IBM fór á undan með Intel setti það skilyrði í samningnum að Intel yrði að útvega IBM annan framleiðanda fyrir x86-byggða örgjörva sína og AMD fékk tilboðið. Þetta leiddi til tíu ára samstarfs milli AMD og Intel. Á þessu tímabili var AMD áfram annar uppspretta birgir x86 örgjörva á eftir Intel, og á næstu fimm árum hóf hann sína eigin örgjörva sem voru klónaðir úr x86 arkitektúrnum, þannig,

Í núverandi atburðarás er AMD eini keppinautur Intel í flísahönnunariðnaðinum. Hins vegar er Intel með framleiðsluferli innanhúss, sem gerir það kleift að tryggja betri gæði efnis í örgjörvum sínum. Á hinn bóginn er AMD enn að útvega framleiðslu og er að takast á við hitavandamál. Hins vegar hefur nýr Ryzen flísararkitektúr AMD reynst vel og hefur staðið sig betur en Intel á markaðnum á vissum stigum. En Intel drottnar enn yfir tölvu- og netþjónahluta flísaiðnaðarins.

ARM Holdings: Ný uppgötvun

ARM Holdings var áður kallað Acorn Computers, þar sem nokkrir verkfræðingar frá Cambridge uppgötvuðu aflnýtan örgjörvaflís. Munurinn var sá að þessi flís var hannaður á allt öðrum arkitektúr sem kallast RISC (Reduced instructions Set Computing). Ólíkt CISC var þessi arkitektúr fær um að takast á við alla útreikninga fyrir CPU í stökum gagnapökkum, sem gerði tölvunni kleift að taka við grunnvandamálum í geymslu líka. En það er gripur. Þó að RISC-undirstaða flís geti tekið alls kyns CPU skipanir í geymslu sérstaklega, myndi slíkur arkitektúr ekki geta sinnt stórfelldum tölvukerfum og ekki hægt að keyra hugbúnað sem krefst meira minnis. Þetta er vegna þess að minni myndi vera neytt af kennslugögnum í tiltölulega miklu magni. Jafnvel þó að flís sé hannaður til að keyra netþjón eða kerfi með stærra minni, þá væri það ekki hagkvæmt og myndi jafnvel standa frammi fyrir alvarlegum töfum og vandamálum vegna hita og skemmda.

Myndheimild: Macmint

En það var einn kostur. Nýju RISC flögurnar gátu keyrt á minna afli og gátu jafnvel notað orku frá nærliggjandi leifum íhlutum. Þetta gerði þessar flísar að bestu möguleikanum á árangri fyrir flytjanlegur tæki, og þetta leiddi til samnings milli Acorn og Apple um Newton tæki frá Apple. Newton mistókst en það kom út að það væri til örgjörvi sem getur keyrt á færanlegum tækjum. Nafnið ARMvar stofnað árið 1998 IPO fyrirtækisins og síðan þá hefur ARM keypt yfir tuttugu fyrirtæki sem taka þátt í hvers kyns hálfleiðararannsóknum og þróunarstarfsemi. Fyrirtækið hefur fjárfest mikið í rannsóknum síðan þá og hefur orðið uppspretta byggingarlistar margs konar örgjörva sem keyra nútíma snjallsíma vörumerkja eins og Samsung og Apple. Svo, ef þú heyrir Qualcomm eða Cortex, veistu að ARM tekur þátt í bakgrunninum.

Svo, hvers vegna hefur enginn heyrt um ARM?

ARM er eitt farsælasta breska fyrirtæki. En ástæðan fyrir því að enginn veit í raun um fyrirtækið er sú að það hannar eða framleiðir aldrei flís í eigin nafni. ARM er rannsóknarstofnun sem hefur þróað, uppfært og bætt flísararkitektúr sinn. Í skiptum fyrir þessar rannsóknir og arkitektúr rukkar ARM hönnuði og framleiðendur leyfisgjald fyrir að nota hugverkarétt sinn, og rukkar einnig þóknanir fyrir hvert flís sem er selt í snjallsímum þeirra. Aflnýtni kubbasettin hafa reynst vel fyrir snjallsíma og hafa reynst árangursrík við að keyra hágæða flytjanleg tæki, sem keyra smáforrit.

En ARM stendur nú frammi fyrir miklu samkeppnisvandamáli í framtíðinni. Mörg fyrirtæki hafa nú byrjað að búa til sína eigin örgjörva og GPU. Qualcomm er eitt slíkt dæmi. Aðrir eru að reyna að gera það líka. Samsung hefur líka verið að reyna að gera skilvirka flíshönnun; þó, fyrir utan Qualcomm, hefur ekkert annað fyrirtæki sýnt umtalsverðan árangur. Á sama tíma hefur ARM verið leyfisveitandi fyrir aðra snjallsímaframleiðendur eins og Huawei, LG, Apple og Samsung og heldur áfram að útvega þeim arkitektúrhönnun.

Innan um nýlega þróun í uppgjöri Qualcomm og Apple og nýjasta Huawei bannið , stefna snjallsímaframleiðendur að sjálfbjarga. Mun viðskiptamódel ARM dafna í framtíðinni með því að vera bara háð þóknanir af byggingarleyfi?

Mun ARM nokkurn tíma yfirtaka Intel?

Intel hefur staðið frammi fyrir ákveðnum upp- og niðurföllum í flísahönnunarbransanum, en það er næstum ómögulegt að taka Intel niður fyrir breska hliðstæðu sína. Þrátt fyrir að ARM hafi tök á meirihluta snjallsímamarkaðarins, eiga Intel og x86 arkitektúr þess skjáborð, netþjóna og annan stóran samskiptabúnað. Eins og fyrr segir er RISC arkitektúr ARM hvergi nálægt því að klóna skilvirkan CISC-gerð miðlara. RISC var alltaf ætlað fyrir flísar fyrir færanlegan tækjabúnað og ARM hefur ekki náð neinum marktækum framförum í fartölvu- og netþjónahluta flísaiðnaðarins enn sem komið er. Þar að auki hefur Intel langvarandi samband við IBM sem setur Intel í arðbæra stöðu í samanburði við ARM. Þar að auki hefur Intel einnig þann kost að vera vörumerki, sem er stórt mál í markaðsdrifnu viðskiptum.

Samstarfsáætlanir Intel við önnur fyrirtæki eru einnig að aukast. Nýjasti aðalviðburður Intel sýndi fram á samstarf sitt við fyrirtæki eins og HP, DELL og Acer til að búa til skilvirkar fartölvur fyrir efnishöfunda, auk samstarfs við Alienware til að búa til leikjasamhæfðar fartölvur. Ennfremur tilkynnti Intel nýlega um nýja Ice Lake örgjörva sína ásamt áætlunum sínum um að koma á markaðnum sínum framsýnu Athena fartölvum.Aftur á móti hefur ARM ekki bent á eða tilkynnt neina stórfellda þróun eða fjölbreytni í tengslum við flísahönnunarhlutann. Í ljósi þessarar staðreyndar, myndu nýir Core 10 örgjörvar frá Intel vera enn ein beygla í flísaiðnaðinum, sérstaklega í þeim hluta sem einbeitir sér að því að knýja skjáborð og netþjóna. Með nýlegum kaupum á ARM af Softbank er óljóst hvert flísahönnunarfyrirtæki ARM myndu leiða lengra.

Það er ekki hægt að segja að ARM sé farið eða að Intel hafi 100% árangur. Þó ARM sé enn leiðandi í snjallsímabyggðri flísahönnun, hefur Intel verið að berjast fyrir sjálfbærum hagnaði. Þetta þýðir að bæði fyrirtækin eru í blönduðum ríkjum hvað varðar tekjur og markaðshlutdeild. En þegar við tölum um tölur, þá skýrir fjölþjóðlegt samstarf Intel og fjárfesting í nýjum verkefnum tiltölulega hærri tekjur þess. Intel hefur kannski ekki einokun á markaðnum, áhersla þess á gæða flísahönnun hefur alltaf skilað neytendum og langvarandi vörumerkið mun líklega varðveita það í framtíðinni. Þvert á móti þarf stöðugt háð ARM af leyfisveitingum að breytast til að viðhalda arðbærri framtíð innan um óumflýjanlega samkeppni.