Ako sa Intel stal najväčším výrobcom čipov na svete: Vývoj dizajnu čipov a výrobnej technológie

Intel je nadnárodná spoločnosť, ktorá už desaťročia dominuje na trhu s návrhom a výrobou čipov. Ako líder v tomto odvetví si spoločnosť zabezpečila vysokoprofilové obchody a partnerstvá s veľkými korporáciami zapojenými do výroby a montáže počítačových systémov. Prečo sa však Intel stal dominantným hráčom v oblasti dizajnu čipových súprav a čo spoločnosti v rovnakom sektore? Prečo Intelu chýba konkurencia a čo držalo jeho prominentného konkurenta ARM v nevedomosti napriek tomu, že má rozsiahly trh? Pozrime sa, prečo Intel získal jeho súčasný silný postoj a prečo by jeho najnovšie oznámenia o budúcich podnikoch znamenali ďalší úspech spoločnosti.

Prvý krok k evolúcii: Intel uvádza na trh 4004

Ak by sme sa mali začať zaoberať tým, ako vznikajú procesory, ako ich poznáme, museli by sme sa vrátiť veky späť v čase k objavu kremíka. Procesory sa pôvodne vyvinuli na čip v priebehu času zo spínačov a brán, ako to navrhol Nikola Tesla a tranzistory vynájdené v Bell Labs v štyridsiatych rokoch. Zatiaľ čo vývoj môže byť starý, ale pre modernú generáciu boli procesory vždy definované názvom Intel.

Zdroj obrázka: Intel

Po svojom založení v roku 1968 sa Intel zaoberal vývojom procesorov na základe objednávok pre veľké korporácie a jedna takáto objednávka bola od japonskej spoločnosti Busicom Corp., ktorá požiadala Intel, aby im postavil zásielku vlastného mikroprocesora, ktorý bol plne integrovaný do jedného malého čip. Intel to urobil s pomocou fyzika Federica Faggina. Keďže nový Intel 4004 fungoval s plnou funkčnosťou v testovacích prostrediach, Intel ho konečne uviedol na trh ako komerčne dostupný kus technológie. To znamenalo nielen vpád spoločnosti Intel do výroby čipov pre jednotlivé počítače, ale aj sériu výskumov a experimentov s cieľom zmeniť a nakoniec ovládnuť osobné počítačové skúsenosti používateľov.

Architektúra x86: nadvláda Intelu nad výrobou a dizajnom čipov

Po Intel 4004 nasledovali jeho vlastní nástupcovia až do roku 1981. Ešte predtým však Intel zaregistroval nový úspech v architektúre návrhu čipov, o ktorej si vtedy nikto nemyslel, že sa stane základom pre budúcnosť dizajnu čipov a výrobných technológií nielen pre Intel, ale aj iní potenciálni konkurenti v tomto odvetví.

Zdroj obrázka: Tech Radar

Každý CPU je navrhnutý podľa špecifického ISA, čo je skratka pre Instruction Set Architecture , ktorá v podstate hovorí CPU, aby vykonal svoju prácu. Tieto inštrukcie, ktoré sú napísané v jazyku symbolických inštrukcií, spúšťajú matematické kódy CPU, a preto riadia pochopenie, spracovanie a konečné vykonanie príkazov CPU. Architektúra x86 bola podobným súborom inštrukcií, ktoré si do toho všetkého prvýkrát našli cestu prostredníctvom procesorov Intel 8086 v roku 1978. Architektúra x86 sa odborne nazýva architektúra CISC (Complex Instruction Set Computing).Jednoducho povedané, CISC je stvorený na vykonávanie zložitých príkazov na počítači tým, že procesory sú dostatočne schopné porozumieť viacerým operačným inštrukciám ako jeden dátový slot. To umožňuje počítačovému systému spúšťať aplikácie a softvér, ktorý vyžaduje viac pamäte na spustenie.

Úspech architektúry x86: Intel porazil Motorolu a stal sa priemyselným štandardom

Zdroj obrázka: Wccftech

Názov „x86“ bol odvodený od počiatočného radu procesorov, ktoré Intel uviedol na trh s príponou „86“, ako napríklad 8086, 80186 a 80286. Intelu potom na trhu konkurovala séria procesorov Motorola 68000 , ktoré boli vybrané pre Apple Macintosh. . Spätná kompatibilita x86 pre staršie a novšie zariadenia však Intelu uľahčila zotrvanie na trhu. Okrem toho zlyhanie počítača Macintosh malo za následok nekompetentnosť spoločnosti Motorola poskytovať svoje procesory vo veľkých množstvách vtedajšiemu lídrovi v odvetví IBM , ktorý sa neskôr rozhodol pokračovať v obchode s Intelom. A to je miesto, kde sa x86 stalo priemyselným štandardom, čo núti ostatných, aby založili svoju klonovanú sadu architektúry čipov a inštrukcií na tom istom.

AMD: Prvý konkurent

AMD, skratka pre Advanced Micro Devices Inc.bola založená v rovnakom čase okolo založenia spoločnosti Intel. AMD, rovnako ako Intel, spoluzaložili bývalí zamestnanci tej istej spoločnosti s názvom Fairchild Semiconductors. AMD začínalo ako druhý dodávateľ pre samotný Fairchild a neskôr tiež prešlo do spoločného podniku s nemeckým konglomerátom Siemens. AMD však urobilo prelom, keď Intel poskytol AMD databázy svojej architektúry x86. Keď IBM postúpila dopredu s Intelom, v zmluve dala podmienku, že Intel bude musieť poskytnúť IBM druhého výrobcu pre svoje procesory založené na x86 a AMD dostala ponuku. Výsledkom bolo desaťročné partnerstvo medzi AMD a Intelom. V tomto období zostalo AMD po Inteli druhým zdrojom pre procesory x86 a v nasledujúcich piatich rokoch uviedla na trh svoje vlastné procesory klonované z architektúry x86, teda

V súčasnom scenári je AMD jediným konkurentom Intelu v odvetví dizajnu čipov. Intel má však vlastný výrobný proces, ktorý mu umožňuje zabezpečiť kvalitnejší materiál vo svojich procesoroch. Na druhej strane, AMD stále zadáva výrobu a rieši problémy s vykurovaním. Nová čipová architektúra Ryzen od AMD sa však osvedčila a na určitých úrovniach prekonala Intel na trhu. Intel však stále dominuje v segmente počítačov a serverov v odvetví čipov.

ARM Holdings: Nový objav

ARM Holdings sa predtým nazývala Acorn Computers, kde niekoľko inžinierov z Cambridge objavilo energeticky efektívny procesorový čip. Rozdiel bol v tom, že tento čip bol navrhnutý na úplne inej architektúre s názvom RISC (Reduced Instructions Set Computing). Na rozdiel od CISC bola táto architektúra schopná zvládnuť všetky výpočty pre CPU v jednotlivých dátových paketoch, čo počítaču umožnilo zvládnuť aj základné problémy s ukladaním. Má to však háčik. Aj keď čipy založené na RISC môžu prijímať všetky druhy príkazov CPU v úložisku oddelene, takáto architektúra by nebola schopná vykonávať rozsiahle úlohy počítačového systému a nebola by schopná spustiť softvér, ktorý vyžaduje viac pamäte. Je to preto, že pamäť by bola spotrebovaná dátami inštrukcie v pomerne veľkom množstve. Aj keď je čip navrhnutý tak, aby bol schopný prevádzkovať server alebo systém s väčšou pamäťou, nebol by nákladovo efektívny a dokonca by čelil vážnym oneskoreniam a problémom s teplom a poškodením.

Zdroj obrázka: Macmint

Mal to však jednu výhodu. Nové čipy RISC boli schopné bežať na menšom výkone a dokonca boli schopné využívať energiu blízkych zvyškových komponentov. Vďaka tomu mali tieto čipy najväčšiu šancu na úspech pre prenosné zariadenia, čo viedlo k dohode medzi spoločnosťou Acorn a Apple pre zariadenia Apple Newton. Newton zlyhal, ale preniklo slovo, že existuje procesor, ktorý dokáže bežať na prenosných zariadeniach. Názov ARMbola založená v roku 1998 IPO spoločnosti a odvtedy ARM získala viac ako dvadsať spoločností zapojených do akéhokoľvek druhu podnikania v oblasti výskumu a vývoja polovodičov. Spoločnosť odvtedy značne investovala do výskumu a stala sa zdrojom architektúry rôznych procesorov, ktoré prevádzkujú moderné smartfóny značiek ako Samsung a Apple. Takže, ak budete kedykoľvek počuť Qualcomm alebo Cortex, vedzte, že v pozadí je zapojený ARM.

Takže, prečo nikto nikdy nepočul o ARM?

ARM je jednou z najúspešnejších britských korporácií. Ale dôvod, prečo o spoločnosti naozaj nikto nevie, je ten, že nikdy nenavrhuje ani nevyrába čipy vo svojom vlastnom mene. ARM je organizácia zameraná na výskum, ktorá sa vyvinula, inovovala a zlepšila svoju architektúru čipovej sady. Výmenou za tento výskum a architektúru ARM účtuje dizajnérom a výrobcom licenčný poplatok za používanie svojho duševného vlastníctva a tiež účtuje poplatky za každý čipset, ktorý sa predá v ich smartfónoch. Energeticky úsporné čipsety sa osvedčili pre smartfóny a osvedčili sa ako účinné pri prevádzkovaní špičkových prenosných zariadení, ktoré spúšťajú aplikácie malej veľkosti.

ARM však teraz v budúcnosti čelí veľkému konkurenčnému problému. Mnoho spoločností teraz začalo vyrábať svoje vlastné CPU a GPU. Qualcomm je jedným z takýchto príkladov. O to sa pokúšajú aj iní. Samsung sa tiež snaží vytvoriť efektívny dizajn čipu; okrem Qualcommu však žiadna iná spoločnosť nepreukázala výrazný úspech. Medzitým je ARM držiteľom licencie pre iných výrobcov smartfónov, ako sú Huawei, LG, Apple a Samsung, a naďalej im poskytuje návrhy architektúry.

Uprostred nedávneho vývoja v dohodách Qualcomm a Apple a najnovšieho zákazu Huawei sa výrobcovia smartfónov zameriavajú na sebestačnosť. Bude sa obchodnému modelu ARM v budúcnosti dariť len to, že bude závislý od honorárov na architektonických licenciách?

Prevezme niekedy ARM Intel?

Intel čelil určitým vzostupom a pádom vo svojom biznise s dizajnom čipov, ale je takmer nemožné zbaviť Intel jeho britského náprotivku. Hoci ARM drží väčšinu trhu so smartfónmi, Intel a jej x86 architektúra vlastní desktopy, servery a ďalšie rozsiahle komunikačné zariadenia. Ako už bolo uvedené, architektúra RISC ARM sa ani zďaleka nepribližuje klonovaniu efektívneho servera typu CISC. RISC bol vždy určený pre čipy prenosných zariadení a ARM zatiaľ nezaznamenal žiadny významný pokrok v oblasti prenosných počítačov a serverov v odvetví čipov. Okrem toho má Intel dlhodobý vzťah s IBM, vďaka čomu má Intel v porovnaní s ARM ziskovú pozíciu. Okrem toho má Intel výhodu značky, ktorá je v marketingovo riadenom biznise veľká vec.

Partnerské programy Intelu s inými spoločnosťami tiež eskalujú. Najnovšie kľúčové podujatie spoločnosti Intel predstavilo svoje partnerstvo so spoločnosťami ako HP, DELL a Acer pri výrobe efektívnych notebookov pre tvorcov obsahu, ako aj partnerstvo so spoločnosťou Alienware na výrobu notebookov kompatibilných s hrami. Okrem toho spoločnosť Intel nedávno oznámila svoje nové procesory Ice Lake spolu s plánmi uviesť na trh svoje vizionárske notebooky Athena.Na druhej strane ARM nezdôraznil ani neoznámil žiadny rozsiahly vývoj alebo diverzifikáciu, pokiaľ ide o sekciu dizajnu čipov. Vzhľadom na túto skutočnosť by nové procesory Intel Core 10 boli ďalšou priehlbinou v čipovom priemysle, najmä v sekcii zameranej na napájanie desktopov a serverov. Po nedávnej akvizícii ARM spoločnosťou Softbank nie je jasné, kam by ARM viedol návrh čipsetov ďalej.

Nedá sa povedať, že ARM je preč alebo že Intel má 100% úspešnosť. Zatiaľ čo ARM je stále lídrom v dizajne čipov založených na smartfónoch, Intel bojuje o udržateľné zisky. To znamená, že obe spoločnosti sú v zmiešaných štátoch, pokiaľ ide o príjmy a podiel na trhu. Ale keď hovoríme o číslach, nadnárodné partnerstvá Intelu a investície do nových podnikov zodpovedajú za jeho porovnateľne vyššie príjmy. Intel nemusí mať na trhu monopol, jeho zameranie na kvalitné návrhy čipsetov vždy prinútilo spotrebiteľov a dlhotrvajúce meno značky si to pravdepodobne zachová aj v budúcnosti. Naopak, neustála závislosť ARM od licenčných poplatkov sa musí zmeniť, aby si udržala ziskovú budúcnosť uprostred nevyhnutnej konkurencie.