в каком году появились первые гибридные процессоры amd

Как работает первый гибридный процессор x86

Диаграмма вычислительной микросхемы в процессоре Intel Lakefield: одно ядро Core (Sunny Cove) и четыре ядра Atom (Tremont)

Десять лет назад ARM представила гетерогенную архитектуру многоядерных процессоров big.LITTLE с разными ядрами: одни были высокопроизводительными, а другие — энергоэффективными. Такая гибридная система позволила значительно уменьшить энергопотребление CPU во время фоновой работа приложений (то есть почти всегда). Следствием стало увеличение времени работы устройств.

В 2019 году гетерогенную архитектуру наконец-то впервые применила Intel в процессорах x86. В 2020 году на рынок выйдут два процессора Lakefield с конфигурацией 1+4 (одно ядро Core и четыре ядра Atom), пишет AnandTech.

Процессоры Lakefield

Сравнение с другими CPU

7 Вт

Бенчмарки

Сами процессоры пока не появились в свободном доступе, поэтому остаётся ориентироваться только на бенчмарки от Intel. Компания приводит только два сравнения: с Amber Lake-Y, то есть i7-8500Y на 5 Вт, а также i5-L16G7 сам с собой в режимах 1+4 и 0+4 (по сути, сравнение с четырёхъядерным дизайном Atom).

По первому пункту в сравнении с Amber Lake-Y:

Заводская проверка на прочность процессоров Intel Lakefield. Фото: AnandTech

Зачем процессору «большое» ядро? Оно нужно для обработки самых приоритетных прерываний, когда необходимо обеспечить минимальную задержку: нажатия на экран, набор на клавиатуре и тому подобное. Это гарантирует отзывчивость устройства даже в моменты максимальной загрузки остальных четырёх ядер.

Как устроены гетерогенные CPU

Lakefield сочетает на одной микросхеме одно большое ядро Core и четыре малых ядра Atom. В обычных обзорах эти процессоры x86 могут называть «пятиядерными» и обычно записывают как 1+4.

Размер процессоров 12*12 мм

Цель Intel состоит в том, чтобы объединить преимущества энергоэффективного ядра Atom с более энергозатратным, но и более «прожорливым» ядром Core. В результате получился промежуточный процессор между дизайном «все ядра Atom» 0+4 и «все ядра Core» 4+0.

Проще всего сравнивать Lakefield со старыми четырёхъядерными процессорами Atom, куда добавили большое ядро. Кластер из четырёх меньших ядер Atom заботится о больших параллельных нагрузках, в то время как большое ядро реагирует, когда пользователь загружает приложение или касается экрана, или прокручивает страницу в браузере.

Гибридная архитектура уже используется в ARM-процессорах и даже в операционных системах Windows, как процессоры Qualcomm Snapdragon на ноутбуках, таких как Lenovo Yoga (дизайн 4+4). Qualcomm пришлось много работать с Microsoft, чтобы разработать соответствующий планировщик, который может управлять рабочими нагрузками между различными конструкциями процессорных ядер.

Визуализация дизайна разных гетерогенных архитектур CPU (без масштаба)

Основное различие между Qualcomm и Intel заключается в поддержке программного обеспечения: процессоры Qualcomm выполняют инструкции ARM, в то время как процессоры Intel выполняют инструкции x86. Большинство программ для Windows построено для инструкций x86, что ограничивает эффективность Qualcomm на традиционном рынке ноутбуков. Дизайн Qualcomm фактически допускает «трансляцию x86», но область применения ограничена и существует штраф за производительность. Впрочем, работа в этом направлении продолжается.

Трёхмерная компоновка Foveros

Общая конструкция CPU с трёхмерной компоновкой Foveros показана на диаграмме вверху. Как видим, сверху расположена основная вычислительная микросхема, а снизу — базовая.

Верхняя 13-слойная изготавливается по техпроцессу 10 нм, а нижняя 10-слойная — по техпроцессу 22 FFL.

Вычислительная микросхема

Как указано в таблице, микросхемы отличаются друг от друга и производятся по разному техпроцессу.

Графика Gen 11 занимает 37% площади, конфигурация как в процессорах Ice Lake. Сверху располагается ядро Sunny Cove, тоже как в Ice Lake. Инженеры Intel говорили, что они физически удалили с чипа регистры AVX-512, хотя на фотографии они видны.

Снизу четыре ядра Tremont Atom, общей площадью примерно как одно ядро Sunny Cove.

Cодержимое вычислительной микросхемы:

Схема питания и дизайн сигнальных точек TSV (through silicon vias)

Базовая микросхема

Фотография нижней базовой микросхемы

Базовая микросхема гораздо проще и производится по техпроцессу 22FFL, который представляет собой оптимизированную версию 14-нанометрового техпроцесса с менее жёсткими ограничениями, так что эти чипы Intel может производить без проблем в любом количестве почти без брака. Главная сложность — соединения между двумя микросхемами (die-to-die).

Интерфейс межсоединений Forevos die-to-die interconnect (FDI)

Содержимое базовой микросхемы:

Первые ноутбуки и планшеты

Уже готов к выпуску ряд ноутбуков и планшетов на базе Lakefield. Среди первых устройств…

ноутбук Galaxy Book S (он также выпускается на процессорах Qualcomm Snapdragon 8cx со сходными техническими характеристиками), должен появиться в продаже в июле 2020 года

и планшет Microsoft Surface Book Neo, который выйдет ближе к зиме.

Будущее Lakefield

Даже если эта версия Lakefield будет не слишком хорошо выглядеть в бенчмарках, это большой шаг для Intel. Гибридные конструкции и многоуровневая связь между подложками представлена в планах разработки Intel. Всё зависит от того, насколько Intel готова экспериментировать и насколько хорошо сможет реализовать инженерные идеи. Были дискуссии, что Intel, возможно, в будущем рассматривает гибридный дизайн процессора 8+8. Насчёт этого ничего неизвестно, но Ponte Vecchio с многоуровневой подложкой точно запланирован на конец 2021 года.

Размер материнской платы для Lakefield (30*123 мм) по сравнению с материнскими платами предыдущих поколений

Возможно, какие-то инновационные процессоры Intel будут выпущены не для настольных компьютеров, а, например, для автомобилей или сетей 5G. Что касается Lakefield, то по сути это относительно низкопроизводительные CPU, которые будут устанавливать в ноутбуки и планшеты, как процессоры Atom. Заранее можно сказать, что конкурировать в этом сегменте будет непросто, особенно с мобильными процессорами AMD и ARM-процессорами типа Snapdragon. Но чем больше конкуренции — тем лучше покупателям.

Источник

Что производит компания AMD

Содержание

Содержание

Компания AMD уже несколько десятилетий находится в списках самых известных производителей микроэлектроники. Из этой статьи вы узнаете краткую историю компании, что она производит помимо процессоров и видеокарт, а также какие подразделения AMD существуют.

Как все начиналось

В Fairchild Сандерс занимал пост маркетингового директора. В обмен на присоединение к новоиспеченной AMD он запросил место главного директора. Именно с ним и связывают стремительный старт компании, название которой переводится как «передовые микроустройства» (Advanced Micro Devices). Сандерс в первую очередь — человек бизнеса, поэтому смог обеспечить продажи и хорошую прибыль, даже несмотря на то, что AMD порой отставала от других по технологичности продукции.

Первые шаги

Уже к середине 1970-х годов, AMD могла похвалиться: кросс-лицензионным соглашением с Intel на использование их разработок, увеличением дохода до 26 млн, широким штатом специалистов и производством в Малайзии (помимо Америки). Ключевой момент заключался в том, что создание и производство собственных продуктов, с подачи Сандерса, было отложено на второй план. На первый же план вышло производство чужих разработок по лицензии, с целью наращивания капитала для выпуска собственных разработок. Одной из таких разработок стал процессор Am2501, принесший компании коммерческий успех.

Позднее был налажен выпуск Am9080, который на самом деле был клонированным 8-битным Intel 8080, но в тоже время отличался от оригинала более высокой скоростью. В 1993 году компания дает старт семейству процессоров Am486, хотя многие модели опять же функционально повторяли Intel.

Упустим массу моментов, связанных с взаимодействием двух гигантов. Их в действительности немало, в том числе и судебных. Скажем только, что свою по-настоящему популярную во всем мире разработку AMD смогли выпустить только в 1999 году. Речь идет о процессоре Athlon.

AMD сейчас: подразделения

Посмотрим, как компания выглядит на данный момент. Подразделения AMD можно заметить во многих странах мира: США, Юго-Восточная Азия, Европа. Имеется представительство и в России, занимающееся торговлей и маркетингом. В зависимости от целей, среди подразделений выделяют те, которые занимаются корпоративным управлением,
продажей и R&D.

R&D (или НИОКР) — научно-исследовательская деятельность. Проще говоря, данные подразделения занимаются разработкой нового оборудования, процессоров и т.п.

AMD сейчас: fabless и foundry

Познакомимся с двумя терминами. Это fabless-компания и foundry-компания. Организации первого типа только разрабатывают и продвигают на рынок свои разработки, но не производят их самостоятельно. На данный момент времени AMD — это fabless-компания, не имеющая собственных мощностей для производства микроэлектроники. В 2009 году они полностью отказались от самостоятельного производства. Компания вошла в фазу падения, причинами которой стал кризис 2008 года и уменьшение продаж компьютеров. Убытки составили более
3 млрд, кроме того AMD приходилось выплачивать немалые суммы по долговым обязательствам, связанным с приобретением ATI.

Кто же производит процессоры, видеокарты, материнские платы, имеющие маркировку AMD? Все это производят foundry-компании, имеющие в своем распоряжении все необходимое оборудование и мощности для производства. Яркий пример — TSCM, которая в начале своего пути специализировалась только на выпуске чужих разработок и не разрабатывала своей продукции.

Среди известных foundry, помогающих AMD выйти в свет, стоит выделить следующие.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSCM).

На них приходится львиная доля производства процессоров. Тайваньцы не только производят процессоры для AMD, но используют их в своей работе. Так, по заявлению TSCM, часть фабричных серверов комплектуется процессорами AMD EPYC. Эксперты считают, что на 2021 год AMD будет одним из самых значимых заказчиков, что в дальнейшем приведет к заключению выгодных контрактов для обеих сторон. Если обратить внимание на табличку внизу, то видно, что по количеству прибыли компания обошла Intel.

GlobalFoundries

Создана из производственного подразделения AMD, но «передовым микроустройствам» она уже давно не принадлежит. Первоначально была основным стратегическим партнером AMD.
В 2021 году появилась информация, что AMD откажется от части производства чипов на базе GF, но не полностью. По крайней мере AMD планирует сотрудничать с компанией-производителем до 2024 года.

Cisco

Компания сотрудничает с Cisco, которая традиционно выпускает свои UCS Rack C-серверы
с начинкой от AMD из сетевых видеокарт и процессоров.

По сути все вышеперечисленные фирмы по отношению к AMD выступают как OEM, то есть производят товар под конкретного производителя.

Что-то еще?

Все-таки в основном AMD — это процессоры и видеокарты, но применяются они не только в ПК или ноутбуках.

Чипы AMD встраиваются в игровые автоматы, причем сюда относятся как устройства для азартных игр, так и аркадные автоматы. Например, по заявлению самой компании, их чипами комплектуются популярные автоматы патинко.

Не процессорами и видеокартами едины

Где же еще можно увидеть знакомые буквы AMD?

В заключении скажем, что довольно долгая история AMD продолжается. Несмотря на все падения, трудности и наличие сильных конкурентов компания занимает лидирующие позиции среди разработчиков компьютерного оборудования.

Источник

История компании AMD: 50 лет стремительного развития

1 мая 2019 года компания AMD отпраздновала свой юбилей — 50 лет, за которые она успела стать одним из крупнейших производителей центральных и графических процессоров, а в последние годы демонстрирует активный рост. В честь юбилея AMD я решил детально рассказать об истории компании и провести тестирование одного из старых процессоров.

Главное — люди!

Любая компания не начинается с продукта, за любым продуктом стоят люди, объединённые единой целью, что интересно, на начальном этапе история AMD в чем-то схожа с Intel — главным конкурентом на процессорном рынке. Идея основать компанию AMD, аббревиатура которой расшифровуется как Advanced Micro Devices, что в переводе означает «передовые микроустройства», пришла восьми выходцам из компании Fairchild Semiconductor: Джереми Сандерсу, Джеку Гиффорду, Эдвину Терни, Джону Кэри, Ларри Стингеру, Франку Ботту, Свену Симонсену, Джиму Джайлсу, а первым нанятым сотрудником стал Том Скрниа.

Политика Fairchild Semiconductor, на тот момент полупроводникового гиганта, не устраивала многих молодых инженеров, которые видели огромный потенциал технологий, но были скованы в разработках. Поэтому семь амбициозных инженеров и, на тот момент директор по маркетингу в Fairchild Semiconductor Джереми Сандерс, решили основать свою компанию, чтоб изучать новые сегменты растущего полупроводникового рынка.

Наибольшую роль в основании компании AMD отводят именно Джереми Сандерсу, ведь помимо отличных знаний в маркетинге и управлении командой он еще и достаточно грамотный инженер, который говорил с командой «на одном языке». Более того, одна из известных фраз Джереми Сандерса — «Люди во главе всего, продукты и прибыль будут следовать за ними!», говорит сама за себя, и дает понять, что Сандерс понимал важность кадров.

Инвестиции

Несмотря на малый уставной капитал, всего 100 000 долларов, для запуска компании AMD, зарегистрированной 1 мая 1969 года в Саннивейле (Калифорния), требовалась внушительная сумма — около 1.5$ млн, но если сейчас стоящие IT-стартапы быстро находят необходимые суммы, в те времена инвесторы к этой отрасли относились с большой опаской и для сбора необходимой суммы пришлось обойти далеко не одного инвестора.

Любопытный факт в том, что одним из первых инвесторов для AMD стал Роберт Нойс, который на тот момент уже был главой компании Intel.

Основная же сумма инвестиций была собрана частными инвесторами компании Capital Group Companies.

Быстрый старт

Молодой компании нельзя было тянуть с выходом своей продукции и уже в ноябре 1969 года был представлен первый продукт и это был далеко не микропроцессор, в то время вообще еще не было микропроцессоров, а им стал 4-х битный регистровый чип Am9300.

Продукт же полностью собственной разработки был представлен в 1970 году и представлял собой первый двоичный/шестнадцатеричный логический счетчик Am2501 и благодаря уникальности решения и доступности он стал коммерчески успешен для компании.

Далее компания, помимо собственных разработок, начинает реверс инжиниринг микропроцессоров Intel и одним из первых доступных микропроцессоров от AMD становится Am9080(аналог Intel 8008), который, кстати, по началу выпускался без лицензирования Intel, но совсем скоро Intel без препятствий подписали соглашение лицензирования. В целом говорить, что Am9080 является полным клоном Intel 8008 нельзя, ведь инженерам удалось при небольших модификациях значительно повысить производительность, но при этом поставлять свой продукт еще и дешевле.

Компания AMD с самого начала существования тщательно следила за качеством своей продукции и уже в 1976 году стала единственной компанией по производству интегральных схем, получившей сертификат качества военного и космического классов.

Дальнейшие годы AMD в большинстве своем выпускала микропроцессоры по лицензии Intel, опять же со своими доработками и более производительные, чем конкурентные решения. За это время на рынке стойко складывается впечатление о продуктах AMD в том, что они являются аналогами решений от Intel, но более производительны и радуют меньшей ценой.

Время смелых решений

Время смелых решений как для AMD, так и для основного конкурента — Intel, пришлось на середину девяностых годов, когда в продажу уже поступил тот самый Pentium, а AMD заканчивала работу над процессором полностью собственной разработки. И вот в 1996 году был представлен процессор AMD K5, основанный на RISC-архитектуре и совместимый с инструкциями х86, выпущенный в стремлении обойти конкурента. Процессор выпускался в ранних вариантах по 500 нм техпроцессу, а позднее по 350 нм техпроцессу. У AMD K5 возникли две проблемы, которые не позволили захватить рынок. Первая заключалась в проблемах производства и процессоры не смогли работать на изначально запланированных частотах, а вторая проблема заключалась, как не странно, в собственной архитектуре, поскольку софт уже в то время включал ряд ошибок, которые процессоры Intel могли игнорировать, пропуская такты, а AMD K5 возвращал действие с ошибкой.

Впрочем, для первого процессора собственной разработки AMD K5 можно считать удачным, опять же, он при меньших тактовых частотах показывал производительность выше, чем решения конкурента и, что важно, стоил дешевле.

В 1996 году AMD приобретает молодую компанию NexGen, которая успешно работала над разработкой микропроцессоров и в 1997 году выпускает процессор AMD K6. Новый процессор тоже работал на RISC-архитектуре и производился в различных модификациях по техпроцессу от 350 нм до 180 нм(для поздних модификаций AMD K6-III). Процессоры AMD K6 составили уже куда большую конкуренцию решениям от Intel, имели значительно больший кэш, а в поздних модификациях получили набор инструкция 3DNow!, позволивший показать более высокую производительность при обработке мультимедийных данных.

Athlon и «битва за гигагерц»

Пожалуй, одним из ключевых процессоров для AMD стал Athlon, представленный с громким лозунгом в 1999 году, что это самый мощный x86 процессор. В прочем, компания не врала и Athlon превосходил по производительности любые решения от Intel. На фото вы можете видеть процессор в исполнении под Slot A. Помимо архитектурных улучшений, AMD Athlon получил и технические улучшения, к примеру, при производстве процессора впервые была использована медь, а не алюминий.

В 2000 году компания безоговорочно побеждает в «битве за гигагерц» и представляет AMD Athlon 1000, ну а Intel смогла преодолеть этот рубеж только спустя год. На фото процессор в исполнении под сокет А и одна из проблем, как по мне — это открытый кристалл, который при неправильной и неаккуратной установке было легко сколоть, и неопытные пользователи скалывали кристалл и не раз.

Дальнейшее развитие AMD Athlon в 2001 году ушло в две линейки Athlon MP — процессоры, предназначенные для многосокетных конфигураций, и Athlon XP — для домашних ПК.

AMD Athlon XP 2500+ мне удалось найти в полностью исправном состоянии, а этот процессор на старте продаж стоил 169$, ровно столько же стоил на старте продаж AMD Ryzen 5 1500 и я решил сравнить производительность этих процессоров в ряде старых, но проверенных бенчмарков. Результаты ниже в графиках и говорят сами за себя. Да, процессоры за это время шагнули очень далеко.

Время первых

Уже в 2003 году AMD представила первые процессоры с архитектурой x86, поддерживающие 64-битные наборы инструкций, ими стали Athlon 64 и серверные Opteron. Это можно назвать еще одной победой AMD, поскольку за год до этого компания Intel представляла процессоры itanium, поддерживающие 64-битные наборы инструкций, но они были не совместимы с набором команд x86 и продавались и так крайне плохо, ну а после релиза Athlon 64 и вовсе itanium остались только на серверном рынке и только для определенного рода вычислений.

Следующим важным событием, помимо выхода двухъядерных процессоров, стал релиз в 2007-ом году AMD Phenom на архитектуре 10-го поколения. Одним из главных инженерных решений в AMD Phenom — размещение 4-х физических ядер на одном кристалле.

Не только процессоры

Пожалуй, важнейшей покупкой AMD стала канадская компания ATI Technologies, работавшая над GPU. Уже 25 октября 2006 года ATI Technologies официально стала подразделением AMD.

Потери и новые изобретения

В дальнейшие годы успехи конкурента на процессорном рынке приводят к падению прибыли AMD и компании нечего не остается делать, как в 2009 году продать свои заводы, сначала оставив себе небольшую долю их акций, а потом и вовсе продав их GlobalFoundries. С этого момента компания концентрируется на разработке новых решений как для CPU, так и для GPU.

Приобретение ATI в 2006 году позволило AMD начать работать над гибридными процессорами с встроенной графикой. Впервые такие процессоры были представлены в 2011 году, а в продажу вышли уже в 2012 году. К слову APU были довольно успешны в своей нише, ведь при небольшой стоимости позволяли собрать офисный пк или пк для нетребовательного пользователя без дискретной графики.

Следующий, действительно крупный, анонс произошел на рынке GPU, в 2012 году была представлена новая архитектура GPU Graphics Core Next, а первым GPU на новой архитектуре стал AMD Radeon HD 7770. В целом, даже самые современные GPU работают на немного видоизмененной GCN.

Одновременная работа над CPU и GPU позволила AMD стать самым крупным поставщиком решений для консолей, все ведущие консоли текущего поколения работают на «железе» AMD и уже известно, что консоли от Sony и Microsoft следующего поколения тоже будут работать на нём.

Активное наступление

После долгих лет технологического отставания на процессорном рынке, в конце 2016 года AMD представляет процессоры на новой архитектуре Zen, которые становятся доступны в продаже в феврале 2017 года, а самым мощным процессором в линейке становится AMD Ryzen 7 1800X, обладающий восемью ядрами и шестнадцатью потоками. По своему опыту могу сказать, что на старте продаж процессоров Ryzen было довольно много софтверных проблем как со стороны операционных систем, так и со стороны микрокодов материнских плат и было понятно, что процессоры работают далеко не на пределе своих возможностей. Стоит сказать спасибо AMD за то, что они довольно оперативно исправляли все возможные проблемы и рост производительности от обновления BIOS и софта был не только на бумаге. Новые процессоры на архитектуре Zen показали безоговорочное преимущество в задачах, требующих большее количество потоков, ведь у конкурента на тот момент в ассортименте были или 4-ядерные процессоры, или же HED-платформа, которая стоила значительно дороже.

В марте 2017 года AMD анонсирует свою HEDT-платформу мощнейшим процессором, которой становиться AMD Ryzen Threadripper 1950X, включающий 16 ядер и 32 потока.

В июне 2017 года AMD возвращается на серверный рынок и начинает поставки процессоров EPYC до 32 ядер и 64 потоков на один сокет. Таким образом, AMD EPYC представляют собой мощнейшую вычислительную платформу.

2018 год обозначился выходом рефрешей уже представленных решений и наибольшие изменения произошли только в линейке AMD Ryzen Threadripper — эти процессоры получили до 32 ядер.

В текущем году компания AMD представила первый GPU, выполненный по 7-ми нм техпроцессу — AMD Radeon VII, а основные анонсы будут впереди. Этот год обещает быть интересным, ведь по слухам от AMD уже в третьем квартале ожидаются процессоры Ryzen трехтысячной серии на архитектуре Zen2, и новые GPU на базе архитектуры Navi. Новые процессоры Ryzen вполне могут получить до 16 ядер, что невероятно много для домашней платформы, а вот про GPU инсайдерской информации пока совсем мало.

Нам остается только поздравить AMD с 50-летием и наблюдать за выходом новых, еще более интересных продуктов. В конечном итоге, от выхода процессоров Ryzen зашевелилась и компания Intel и мы получили более производительные процессоры у обеих компаний, вот что творит конкуренция.

Источник