Hvordan Intel ble verdens største brikkeprodusent: utvikling av brikkedesign og produksjonsteknologi

Intel er et multinasjonalt selskap som har dominert markedet for chipdesign og produksjon i flere tiår. Som industrileder har selskapet sikret seg høyprofilerte avtaler og partnerskap med store selskaper involvert i produksjon og montering av datasystemer. Men hvorfor Intel har blitt en dominerende aktør i brikkesettdesignbransjen, og hva med selskaper i samme sektor? Hvorfor Intel mangler konkurranse, og hva har holdt dens fremtredende konkurrent ARM-beholdning i mørket til tross for et stort marked? La oss se hva som fikk Intel til sin nåværende kraftfulle holdning og hvorfor de siste kunngjøringene om fremtidige satsinger vil markere enda en suksess for selskapet.

Første steg mot evolusjon: Intel lanserer 4004

Hvis vi skulle begynne å dvele i hvordan prosessorer slik vi kjenner dem blir til, må vi gå evigheter tilbake i tid til oppdagelsen av silisium. Prosessorer utviklet seg opprinnelig til en brikke gjennom et tidsløp fra brytere og porter, som foreslått av Nikola Tesla og transistorer oppfunnet ved Bell Labs på førtitallet. Selv om utviklingen kan dateres tilbake, men for den moderne generasjonen har prosessorer alltid vært definert av navnet Intel.

Bildekilde: Intel

Etter etableringen i 1968, var Intel i gang med å utvikle prosessorer på bestillingsbasis for store selskaper, og en slik ordre var fra Japans Busicom Corp. som hadde bedt Intel om å bygge dem en sending av en tilpasset mikroprosessor, som var fullt integrert i en enkelt liten chip. Intel gjorde det ved hjelp av fysikeren Federico Faggin. Ettersom den nye Intel 4004 opererte med full funksjonalitet i testmiljøer, lanserte Intel den endelig som en kommersielt tilgjengelig teknologi. Dette markerte ikke bare Intels inntog i brikkeproduksjon for individuelle datamaskiner, men startet også en rekke undersøkelser og eksperimenter for å endre og til slutt dominere den personlige dataopplevelsen til brukere.

x86-arkitekturen: Intels dominans over brikkeproduksjon og design

Intel 4004 ble fulgt av sine egne etterfølgere frem til 1981. Men før det registrerte Intel en ny suksess innen brikkedesignarkitektur, som på den tiden ingen trodde skulle bli grunnlaget for fremtiden for brikkedesign og produksjonsteknologi for ikke bare Intel, men også de andre potensielle konkurrentene i denne bransjen.

Bildekilde: Tech Radar

Hver CPU er designet i henhold til en spesifikk ISA, som står for Instruction Set Architecture , som i utgangspunktet forteller CPUen å gjøre jobben sin. Disse instruksjonene, som er skrevet i assemblerspråk, kjører de matematiske kodene til CPUen, og kontrollerer derfor CPUens kommandoforståelse, prosessering og endelig utførelse. x86-arkitekturen var et lignende sett med instruksjoner, som først fant veien inn i alt dette gjennom Intels 8086-prosessorer i 1978. x86-arkitekturen kalles teknisk sett CISC-arkitektur (Complex Instruction Set Computing).Med enkle ord er CISC laget for å utføre komplekse kommandoer på en datamaskin ved å gjøre prosessorer i stand nok til å forstå flere operasjonsinstruksjoner som et enkelt dataspor. Dette gjør at datasystemet kan kjøre apper og programvare som krever mer minne for å kjøre.

Suksess med x86-arkitektur: Intel slår Motorola for å bli industristandard

Bildekilde: Wccftech

Navnet "x86" ble avledet fra den første linjen med prosessorer Intel lanserte med et "86"-suffiks som 8086, 80186 og 80286. Intel ble deretter konkurrert på markedet av Motorolas 68000- serie med prosessorer, som ble valgt for Apple Macintosh . Imidlertid gjorde x86s bakoverkompatibilitet for eldre og nyere enheter det lettere for Intel å forbli på markedet. Dessuten resulterte Macintoshs fiasko i Motorolas inkompetanse til å levere sine prosessorer i store mengder til daværende industrileder IBM , som senere bestemte seg for å gå videre i forretninger med Intel. Og det var der x86 ble en industristandard, og presset andre til å basere sitt klonede sett med brikkearkitektur og instruksjoner på det samme.

AMD: Den første konkurrenten

AMD, forkortelse for Advanced Micro Devices Inc.ble grunnlagt på samme tid som Intel ble grunnlagt. AMD, akkurat som Intel ble medstiftet av de tidligere ansatte i det samme selskapet kalt Fairchild Semiconductors. AMD startet som en andre leverandør for Fairchild selv og gikk senere også på et joint venture med det tyske konglomeratet Siemens. Men AMD fikk et gjennombrudd da Intel ga AMD databaser med x86-arkitekturen. Da IBM gikk videre med Intel, satte det en betingelse i kontrakten at Intel måtte gi IBM en annen kildeprodusent for sine x86-baserte prosessorer, og AMD fikk budet. Dette resulterte i et tiårig samarbeid mellom AMD og Intel. I denne perioden forble AMD andre kildeleverandør for x86-prosessorer etter Intel, og lanserte i løpet av de neste fem årene sine egne prosessorer klonet ut av x86-arkitekturen, og dermed,

I det nåværende scenariet er AMD den eneste konkurrenten til Intel i brikkedesignindustrien. Imidlertid har Intel en egen fabrikasjonsprosess, som gjør at den kan sikre et materiale av bedre kvalitet i sine prosessorer. På den annen side er AMD fortsatt out-sourcing fabrikasjon og håndterer oppvarming problemer. AMDs nye Ryzen-brikkearkitektur har imidlertid vist seg vellykket og har overgått Intel på markedet på visse nivåer. Men Intel dominerer fortsatt PC- og serverdelen av brikkeindustrien.

ARM Holdings: En ny oppdagelse

ARM Holdings ble tidligere kalt Acorn Computers, hvor noen få ingeniører fra Cambridge oppdaget en strømeffektiv prosessorbrikke. Forskjellen var at denne brikken ble designet på en helt annen arkitektur kalt RISC (Reduced instructions Set Computing). I motsetning til CISC, var denne arkitekturen i stand til å håndtere all beregning for CPU i enkeltdatapakker, slik at datamaskinen også kunne ta grunnleggende problemer i lagring. Men det er en hake. Selv om RISC-baserte brikker kan ta alle slags CPU-kommandoer i lagring separat, vil en slik arkitektur ikke være i stand til å utføre store datasystemoppgaver og ikke kunne kjøre programvare som krever mer minne. Dette er fordi minnet vil bli forbrukt av instruksjonsdata i relativt store mengder. Selv om en brikke er designet for å kunne kjøre en server eller et system med større minne, vil den ikke være kostnadseffektiv og vil til og med møte alvorlige forsinkelser og problemer med varme og skade.

Bildekilde: Macmint

Men det var en fordel. De nye RISC-brikkene var i stand til å kjøre på mindre strøm og var til og med i stand til å bruke energien til gjenværende komponenter i nærheten. Dette gjorde disse brikkene til den beste sjansen for suksess for bærbare enheter, og dette førte til en avtale mellom Acorn og Apple for Apples Newton-enheter. Newton mislyktes, men ordet gikk ut at det er en prosessor som kan kjøre på bærbare enheter. Navnet ARMble etablert i 1998 IPO av selskapet, og siden den gang har ARM kjøpt opp over tjue selskaper involvert i enhver form for halvlederforskning og utviklingsvirksomhet. Selskapet har investert tungt i forskning siden den gang og har blitt en kilde til arkitekturen til en rekke prosessorer som kjører moderne smarttelefoner fra merker som Samsung og Apple. Så, hvis du hører Qualcomm eller Cortex, vet at ARM er involvert i bakgrunnen.

Så hvorfor har ingen noen gang hørt om ARM?

ARM er et av de mest suksessrike britiske selskapene. Men grunnen til at ingen egentlig vet om selskapet er at det aldri designer eller produserer chips i eget navn. ARM er en forskningsdedikert organisasjon som har utviklet, oppgradert og forbedret sin brikkesettarkitektur. I bytte for denne forskningen og arkitekturen, belaster ARM designerne og produsentene en lisensavgift for å bruke dens intellektuelle eiendom, og krever også royalties for hvert brikkesett som selges i smarttelefonene deres. De strømeffektive brikkesettene har vist seg vellykkede for smarttelefoner og har vist seg effektive når det gjelder å kjøre avanserte bærbare enheter, som kjører små applikasjoner.

Men ARM står nå overfor et stort konkurranseproblem i fremtiden. Mange selskaper har nå begynt å lage sine egne CPUer og GPUer. Qualcomm er et slikt eksempel. Andre prøver å gjøre det også. Samsung har også prøvd å lage et effektivt chipdesign; Men bortsett fra Qualcomm har ingen andre selskaper vist betydelig suksess. I mellomtiden har ARM vært lisensiert til andre smarttelefonprodusenter som Huawei, LG, Apple og Samsung, og den fortsetter å gi dem arkitekturdesign.

Midt i den siste utviklingen i Qualcomm- og Apple-oppgjøret og det siste Huawei-forbudet , sikter smarttelefonprodusenter mot selvforsyning. Vil ARMs forretningsmodell trives i fremtiden bare ved å være avhengig av royalties på arkitektoniske lisenser?

Vil ARM noen gang ta over Intel?

Intel har møtt visse opp- og nedturer i sin brikkedesignvirksomhet, men det er nesten umulig å ta ned Intel for sin britiske motpart. Selv om ARM har tak i størstedelen av smarttelefonmarkedet, eier Intel og dens x86-arkitektur stasjonære datamaskiner, servere og annet storstilt kommunikasjonsutstyr. Som nevnt tidligere, er ARMs RISC-arkitektur ikke i nærheten av å klone en effektiv server av CISC-typen. RISC var alltid ment for bærbare enhetsbrikker og ARM har foreløpig ingen betydelig fremgang i bærbare og serverseksjoner i brikkeindustrien. Intel har dessuten et langvarig forhold til IBM som setter Intel i en lønnsom posisjon sammenlignet med ARM. Dessuten har Intel også fordelen med merkenavn, som er en stor sak i den markedsføringsdrevne virksomheten.

Intels partnerskapsprogrammer med andre selskaper eskalerer også. Intels siste keynote-arrangement viste frem samarbeidet med selskaper som HP, DELL og Acer for å lage effektive bærbare datamaskiner for innholdsskapere, samt et samarbeid med Alienware for å lage spillkompatible bærbare datamaskiner. Videre kunngjorde Intel nylig sine nye Ice Lake-prosessorer sammen med planene om å lansere sine visjonære Athena bærbare datamaskiner.På den annen side har ARM ikke fremhevet eller annonsert noen storstilt utvikling eller diversifisering i forhold til brikkedesignseksjonen. Gitt dette faktum, ville Intels nye Core 10-prosessorer være en annen bulk i brikkeindustrien, spesielt i seksjonen som fokuserer på å drive desktop og servere. Med det nylige oppkjøpet av ARM av Softbank, er det uklart hvor ARMs brikkesettdesignvirksomhet vil føre videre.

Det kan ikke sies at ARM er borte eller at Intel har 100 % suksessrate. Mens ARM fortsatt er ledende innen smarttelefonbasert brikkedesign, har Intel kjempet for bærekraftig fortjeneste. Dette betyr at begge selskapene er i blandede stater når det gjelder omsetning og markedsandel. Men når vi snakker om tall, står Intels multinasjonale partnerskap og investering i nye virksomheter for de relativt høyere inntektene. Intel har kanskje ikke et monopol på markedet, fokuset på kvalitetsbrikkesettdesign har alltid ført til forbrukere, og det langvarige merkenavnet vil sannsynligvis bevare det i fremtiden. Tvert imot, ARMs kontinuerlige avhengighet av lisensroyalty må endres for å opprettholde en lønnsom fremtid midt i den uunngåelige konkurransen.