Аналитика

Ты помнишь, как все начиналось?

⇣ Содержание

3DNews – сайт, который возник и вырос в первую очередь благодаря зарождению и бурному развитию отрасли массовых 3D-ускорителей. Первые потребительские акселераторы трехмерной графики серий 3dfx Voodoo, S3 ViRGE, ATi Rage и проч. стали получать широкое распространение как раз около двадцати лет назад, и совершенно неудивительно, что на этой волне появилось огромное число информационных ресурсов, выбравших своей главной темой освещение захватывающих событий, происходящих на этом молодом, но перспективном рынке. Однако сказать, что другие компьютерные отрасли на фоне 3D-графики отошли в тень, совершенно невозможно.

События бурлили и в смежных областях, достаточно, например, взглянуть на центральные процессоры.  В 1997 году стало уже совершенно понятно, что стандартным выбором для массовых персональных компьютеров будут CPU с архитектурой x86. Однако окажется ли при этом рынок процессоров таким интелоцентрированным в последующие десятилетия, 20 лет назад понять было достаточно сложно. Хотя по состоянию на конец 1996 года рыночная доля Intel составляла примерно 88 процентов, положение компании незыблемым совсем не казалось. Конкурентов, разрабатывающих и поставляющих x86-процессоры, у Intel на тот момент было предостаточно, причем у многих имелись достаточно многообещающие независимые разработки. Помимо привычного интеловского антагониста, компании AMD, развитием альтернативных вариантов x86-процессоров занимались также компании Cyrix и IDT. Не казалась в то время чем-то сверхъестественным и возможность прихода новых амбициозных игроков.

При этом рынок находился на перепутье. Путем длительных судебных разбирательств Intel удалось добиться от конкурентов перехода на полностью самостоятельную разработку процессорных дизайнов, а не копирование и клонирование ее продуктов, которое повсеместно происходило в эпоху господства микроархитектур поколения 80486 и более ранних. Поэтому строить какие-то прогнозы относительно будущего рынка x86-процессоров в то время было очень проблематично.

***

В 1997 год Intel входила с процессорами поколения Pentium (P54CS), которые впервые были представлены еще в 1993 году и за последующие четыре года переехали на платформу Socket 7, стали выпускаться по 0,35-мкм технологии и достигли тактовых частот до 200 МГц.

Intel Pentium P200

Intel Pentium P200

Прогресс, достигнутый этим семейством за время своего существования был огромен: если сравнивать Pentium 200 МГц с первыми 60-мегагерцевыми представителями серии, то прирост производительности достигал трехкратного уровня. Интенсивный рост тактовых частот избавлял Intel от необходимости регулярно проводить микроархитектурные усовершенствования и позволял сохранять отрыв от конкурирующих продуктов самыми элементарными мерами.

Материнская плата под Socket 7 – ASUS P55T2P4

Материнская плата под Socket 7 – ASUS P55T2P4

Одними из наиболее памятных соперников Pentium на начало 1997 года выступали процессоры AMD K5, но говорить о том, что они могли предложить сравнимый уровень быстродействия, к сожалению, было невозможно. С одной стороны AMD смогла сделать весьма продвинутый с инженерной точки зрения процессор, в котором нашла свое место масса прорывных для того времени микроархитектурных решений. Так, в K5 присутствовал декодер инструкций, переводящий сложные CISС-инструкции в RICS-микрооперации, и поддерживалось внеочередное исполнение команд. Однако с другой – технически сложный дизайн оказалось не очень-то просто воплотить в кремнии, поэтому в конечном итоге K5 смог стать лишь бюджетным предложением, несмотря на то, что его полупроводниковый кристалл был примерно на 30 процентов крупнее, чем у конкурирующих Pentium. Серьезная проблема заключалась в том, что процессорам K5 не удавалось развивать приемлемые тактовые частоты, и 133-мегагерцевый барьер был для них непреодолимым препятствием. Тепловыделение же при этом оказывалось значительно выше, чем было принято в то время. К тому же, как выяснялось в процессе эксплуатации, K5 были свойственны и некоторые проблемы совместимости: не все программное обеспечение, изначально ориентированное на интеловские процессоры, работало в системах на базе K5 безупречно.

AMD K5 PR200

AMD K5 PR200

В конечном итоге это привело к тому, что AMD K5 продавались крайне плохо, и более популярным альтернативным Pentium вариантом в конце 1996 – начале 1997 года удалось стать чипу 6x86 (M1) компании Cyrix. Как и K5, процессоры 6x86 были совместимы с платформой Socket 7 и могли использоваться в тех же самых материнских платах, что и Pentium. Но микроархитектура у них была своя собственная. Подобно K5, они поддерживали переименование регистров, внеочередное и упреждающее исполнение команд, но при этом они оперировали x86-инструкциями напрямую, не прибегая к декодированию микроопераций. Такой подход давал в то время неплохие результаты. В большинстве случаев производительность Cyrix 6x86 была вполне достаточна, и на одинаковой тактовой частоте эти процессоры были способны даже превосходить Pentium. Но портила все ситуация с совместимостью. С программным обеспечением, разрабатываемым под интеловские CPU, у Cyrix 6x86 часто возникали проблемы, и во многих случаях разработчикам приходилось выпускать даже специальные патчи. Но еще большей неприятностью оказалась недостаточная производительность блока FPU. По этой причине многие популярные в то время компьютерные игры (тот же Quake) работали на Cyrix 6x86 заметно медленнее, чем на оригинальных Pentium.

Cyrix 6x86-P166

Cyrix 6x86-P166

Таким образом, соперники Petnium были достаточно слабы. Тем не менее, несмотря на отсутствие острой конкуренции, в начале 1997 года компания Intel обновила модельный ряд своих процессоров, добавив в Pentium набор векторных инструкций MMX. Попутно в микроархитектуре был проведен ряд небольших улучшений, которые сегодня наверняка бы окрестили расхожим термином «плюс 5 процентов». В обновленной версии удвоился объем кеш-памяти первого уровня, был слегка переработан исполнительный конвейер и улучшена эффективность предсказания переходов. В остальном же новые Pentium MMX остались похожи на классические суперскалярные Pentium, так что совсем неудивительно, что их совместимость с единой платформой Socket 7 полностью сохранилась. Однако предельные тактовые частоты сделали один шаг вперед и дотянулись до отметки 233 МГц.

Intel Pentium MMX 166

Intel Pentium MMX 166

Анонс Pentium MMX был не слишком грандиозным событием, и он оказался лишь прелюдией к действительно кардинальным изменениям, которые произошли на рынке всего лишь несколькими месяцами позже. В середине 1997 года Intel выпустила принципиально новый продукт – семейство процессоров Pentium II, первые представители которого носили кодовое имя Klamath. Нового в Pentium II было предостаточно. Микроархитектура этих процессоров была построена на принципах, заложенных в Pentium Pro еще в 1995 году. Это значит, что Pentium II стал первым массовым интеловским процессором с трансляцией x86-команд во внутренние RISC-микроинструкции. Кроме того, в Pentium II появился длинный исполнительный конвейер, шесть параллельных исполнительных устройств, оптимизации под работу с 32-битным кодом, расширенная адресация памяти, внеочередное и спекулятивное исполнение команд, точное предсказание переходов и переименование регистров. Но самое главное – в процессорах Pentium II появился интегрированный кеш второго уровня объемом 512 Кбайт. До Pentium II кеш второго уровня размещался на материнских платах и работал на частоте процессорной шины. Теперь же скорость кеширования сильно возросла, так как кеш стал ближе к CPU и благодаря этому мог функционировать на уполовиненной частоте процессора. Все нововведения в сумме обеспечили впечатляющее 50-процентное преимущество Pentium II перед обычными Pentium на равных тактовых частотах.

Intel Pentium II 300

Intel Pentium II 300

Но Pentium II поражали воображение не только своим прогрессом в производительности. Удивляли они и возросшими почти в полтора раза тактовыми частотами, сразу достигшими уровня в 300 МГц, несмотря на то, что производство Klamath все еще опиралось на 0,35-мкм нормы. Сильно впечатляло и внешнее исполнение Pentium II: они получили принципиально новый форм-фактор Slot 1. Сами процессоры стали упаковываться в достаточно габаритные SECC-картриджи, внутри которых располагалась дочерняя печатная плата с собственно CPU и микросхемами L2-кеша, а на материнских платах вместо привычного сокета появился специальный процессорный слот.

Материнская плата под Socket 7 – ASUS P55T2P4

Материнская плата под Slot 1 – ASUS P2L97-B

Но самое неизгладимое впечатление производили цены. Флагманский Pentium II 300 МГц на момент своего анонса получил рекомендованную стоимость $1 981, а младший процессор в модельном ряду, Pentium II 233 МГц, продавался за $636. Именно поэтому народными Klamath так и не стали, а обладатели систем на базе Slot 1-процессоров долгое время оставались в меньшинстве.

Внутри картриджа Klamath

Внутри картриджа Klamath

Настоящей же восходящей звездой в 1997 году стал AMD K6 – новый процессор извечного интеловского конкурента. В отличие от K5 он в конечном итоге сумел стать очень популярным решением благодаря отличному сочетанию цены и производительности, а также благодаря совместимости с широко распространенной и открытой платформой Socket 7.

История появления AMD K6 весьма примечательна. Дело в том, что результатом работы инженеров AMD этот продукт можно назвать лишь весьма условно. Микроархитектурный дизайн K6 компания AMD приобрела в конце 1995 года вместе с небольшой, но талантливой командой разработчиков NexGen, которые собирались выпустить собственный продукт под именем Nx686. Руководству AMD удалось разглядеть потенциал разработки до того, как она была выведена на рынок, и доделывали свой Nx686 инженеры NexGen уже будучи сотрудниками AMD. Под патронажем менеджеров AMD в процессоре была реализована совместимость с Socket 7 и шиной процессоров Pentium, а также добавлен блок MMX. И в таком виде новинка, обретшая новое имя AMD K6, была запущена в тираж.

AMD K6-166

AMD K6-166

Дизайн K6 оказался для AMD очень удачным приобретением. Разработка NexGen была для своего времени революционной. Микроархитектурно она не уступала Pentium II, а в чем-то даже превосходила его. Ядро K6 опиралась на RISC-архитектуру; оно имело вместительный L1-кеш объемом 64 Кбайт; обладала декодером, способным обрабатывать до четырех x86-инструкций за такт (против трех в Pentium II); с 95-процентной эффективностью предсказывала переходы благодаря огромной таблице истории ветвлений; и была снабжена семью (!) исполнительными устройствами. При этом, несмотря на то, что микроархитектура K6 сильно отличалась от интеловской, у нового процессора AMD практически не было никаких проблем совместимости.

Не подкачала и производительность. На одинаковой тактовой частоте K6 превосходил процессоры Pentium MMX и был сопоставим с Pentium Pro. Новым Pentium II он все же несколько уступал в чистом быстродействии, но с точки зрения сочетания цены и производительности перевес оказывался на стороне новинки AMD. За 1997 год было выпущено несколько моделей K6 с максимальной тактовой частотой 233 МГц, но стоимость старшей версии составляла достаточно демократичные для того времени $469, что было немного ниже цены флагманских моделей Pentium MMX. Цена же самого дешевого варианта K6 166 МГц была установлена в $244. И такая ценовая политика привлекала покупателей.

Стоит отметить, что K6 и его последователи в виде K6-2 и K6-III в течение четырех последующих лет оставались весьма востребованными предложениями. Именно они долгое время поддерживали популярность платформы Socket 7, которую, пожалуй, можно назвать одной из самых долгоживущих, несмотря на то, что Intel в 1997 году перестала выпускать для нее какие-либо новые CPU. Кроме того, с момента выхода K6 в жизни AMD начался период уверенного роста, и на протяжении нескольких следующих лет она стабильно наращивала свою рыночную долю примерно по 2 процента в год.

Появились в 1997 году новые Socket 7-решения и у других конкурентов Intel — Cyrix и IDT. Правда, на фоне K6 выступили они не слишком ярко. Новый Cyrix 6x86MX (M2) получил поддержку расширений MMX и расширенный L1-кеш, но главным усовершенствованием стал переход на 0,35-мкм производственную технологию и последовавшее за этим увеличение до 187 МГц тактовых частот. В целом 6x86MX показывал вполне приемлемое быстродействие и вполне бы мог стать неплохим недорогим вариантом в массовом сегменте. Однако смертельный удар по будущему процессоров Cyrix нанесла покупка этого разработчика гигантом National Semiconductor, который принял решение отказаться от прямой конкуренции с AMD и Intel. Новые хозяева скорректировали приоритеты Cyrix в сторону недорогих систем-на-чипе, в результате чего рынок производительных x86-процессоров понес невосполнимую утрату.

Cyrix 6x86MX-PR200

Cyrix 6x86MX-PR200

Не слишком много внимания привлек к себе и анонс разработанных компаний Centaur Technology процессоров IDT WinChip C6. Эти чипы не позиционировались в роли производительных решений изначально. Разработчики Centaur выбрали иную стратегию и создали максимально простой и энергоэффективный Socket 7-процессор с микроархитектурой, подобной 80486, то есть с единственным конвейером и с последовательным исполнением команд. В результате WinChip C6 мог конкурировать с Pentium MMX и K5/K6 лишь в сравнительно простых задачах, в первую очередь в офисных программах. Поэтому в конечном итоге он смог заинтересовать лишь отдельных корпоративных заказчиков, которых подкупили предложенные IDT низкие цены.

IDT WinChip C6 240

IDT WinChip C6 240

***

Ретроспективный взгляд на процессорный рынок 1997 года хорошо показывает, насколько живой и изменчивой была ситуация в то время. Сейчас, спустя 20 лет, подобного числа крупных процессорных анонсов, сконцентрированных в столь ограниченном периоде времени, уже не бывает. А ведь мы описали лишь самые важные события. За кадром остались процессоры Pentium OverDrive, позволявшие модернизировать системы прошлых поколений. Не упоминали мы и про мобильные Mobile Pentium, которые в этот период времени тоже начинали свой жизненный путь. Без внимания осталась и параллельно происходящая в недрах Intel активная подготовка 64-битной архитектуры IA-64, первые процессоры на базе которой увидели свет спустя два года.

Совершенно неудивительно, что под впечатлением от всей этой чехарды событий находились не только простые пользователи, но и признанные отраслевые эксперты. Например, двадцать лет тому назад тогдашний исполнительный директор компании Intel Эндрю Гроув (Andrew Grove) совершенно искренне обещал, что к 2011 году интеловские процессоры будут состоять из миллиарда транзисторов, смогут работать на частоте 10 ГГц и окажутся способны обеспечить производительность на уровне 100 тысяч MIPS. Впрочем, к чести Эндрю Гроува, не сбылось это предсказание лишь в части тактовых частот. В остальном же, получив 20 лет назад мощный импульс, прогресс в процессорной отрасли до начала 2000-х шел без каких-либо явных признаков застоя.

Следующая страница → ← Предыдущая страница
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...