NexGen: "чистый" процессор. "Время перемен". Глава 6 / Аналитика

Атик Раза родился в Пакистане, в семье талантливого радиоинженера-самоучки, что во многом предопределило его дальнейшую судьбу - после школы он отправился в Лондон, осваивать в колледже все ту же профессию - инженера-электронщика. Закончив обучение, в отличие от многих своих соотечественников, в 1972 году он вернулся к себе на родину, которую в те времена, как и ныне, впрочем, трудно было назвать идеальным местом для построения карьеры, связанной с хайтеком.

Однако он вернулся, устроился на работу в "Пакистан-Телеком" - Telephone Industries of Pakistan, где честно отработал шесть лет, наблюдая, как страна все больше превращается в место, где балом правят религиозные фанатики и вооруженные бандиты (а чаще и то и другое в одном лице). В результате, в возрасте 30 лет, Раза с женой и ребенком, в 1978 году эмигрирует в США, поступив сначала в университет Орегона, а затем - в Стэнфорд. Все на тот же факультет радиоэлектроники.

Дальше следует стандартная карьера с переходом из фирмы в фирму - Synergetics, Trilogy, VLSI Technology, наконец. Попутно Раза продолжает заниматься общественной деятельностью, отнюдь не собираясь порывать со своими корнями, принимая активное участие в жизни местной общины: Не пакистанской даже - в свое время, когда англичане уходили из Индии, они умудрились поделить ее на два государства, Пакистан, и собственно Индию, хотя бы в США Атик пытался предолеть этот раскол: "Мы также создали организацию TiE (The IndUS Entrepreneurs) c принимавшими активное участие в ней Канвалом Рикхи, Сухасом Патилом, и Прабху Гоилом. Я был не столь активен, но чувствовал, что здесь не должно быть деления между индусами и пакистанцами. Когда пакистанцы приходили ко мне, я говорил им, что мы должны оставаться полностью едиными с индийскими организациями, и что именно так я действовал последние 22 года в США".

Неудивительно, что эта вот "континентальная" линия продолжает проходить не только через жизнь, но и через карьеру Разы в США. Так что неудивительно, что в 1988 году его знакомый, Раджвир Сингх, пригласил его на работу в только что созданный индийский стартап под названием NexGen, основанный Тампи Томасом, и финансируемый Compaq и ASCII (инженеров индусов и пакистанцев в компании было 20-30 процентов). Бизнес-план у Томаса был вполне простой, если не сказать - тривиальный: делать клоны Intel'овского i836, и продавать компьютеры на базе этих процессоров. С первой части и начали. Авантюра была та еще, кстати - как вспоминал позже Винод Кхосла из Kleiner Perkins Caufield & Byers, когда этот инвестиционный фонд подключился к финансированию NexGen в 1990 году (как раз, когда Раза стал CEO компании), денег у той было меньше, чем на неделю оплаты текущих платежей.

У NexGen никаких соглашений с Intel не было, так что в отличие от пиратов из AMD, процессор создавать действительно пришлось с нуля. В результате процесс занял семь лет, но и представленный впервые в 1994 году продукт получился весьма интересным. Процессор действительно был полностью совместим с i386 по набору команд, но с точки зрения микроархитектуры он значительно превосходил даже представленные к тому времени 486-е, больше походя по своей производительности на только что поступивший в продажу Pentium.

Дело в том, что семь лет были потрачены не зря - инженеры настолько увлеклись процессом, что неоднократно пропускали все сроки, но зато в результате Nx586 стал первым после Pentium суперскалярным процессором, то есть, способным выполнять за такт более чем одну инструкцию. Это сейчас нас не удивишь парочкой целочисленных блоков, для операций с плавающей точкой, SIMD, и так далее, а вот тогда второй целочисленный блок стал вершиной прогресса. Добавим сюда еще одно новшество: в Pentium впервые появился разделенный кэш L1 - по 8 Кбайт под инструкции и данные, так называемая Гарвардская архитектура. В Nx586 была применена та же схеме, только кэш был даже вдвое больше - по 16 Кбайт каждая часть.

Добавим сюда еще динамическое предсказание переходов, 64-бит системную шину (против 32 бит у 486-х процессоров). И, наконец, архитектуру RISC86. Да-да, ставшая ныне такой привычной технология разбиения комплексных CISC x86 инструкций на более простые, RISC подобные, впервые была опробована именно тогда, в эпоху Pentium и Nx586. Более производительные исполнительные модули, более маленькие и компактные, более легко добавлять новые в добавок к уже имеющимся. Опять же, суперскалярность и спекулятивное исполнение: в исполнительном процессора буфере одновременно могло находиться сразу три таких RISC-подобных микрооперации, по числу исполнительных модулей - один загрузки/хранения адресов, и два целочисленных, один достаточно сложный, умеющий выполнять умножение и деление, второй - совсем простой. Наконец, в отличие от того же Pentium, здесь даже имелся встроенный контроллер кэша L2.

- Частота процессора: 90 MHz
- Дата выпуска: 1994

- кэш L1: 16 Кбайт
- Cистемная шина: 64-бит

NexGen, разумеется, своих фабрик не имел, так что компания полностью проделала тот же путь, что и Transmeta спустя несколько лет. По иронии судьбы, даже в качестве партнера, производящего их чипы, была выбрала одна и та же компания - IBM. Так в начале марта 1994 года был представлен 0.5 мкм вариант 70 МГц процессора, 10 марта 1995 года - уже 0.44 мкм вариант. 3.5 миллиона транзисторов, напряжение на ядре 4 Вольта, площадь - порядка 160 кв. мм. Частота системной шины вдвое ниже внешней частоты процессора, то есть, для тех же 70 МГц - 35 МГц. Еще чуть позже, в ноябре 1995 появился сопроцессор - Nx587. А вы думали, как получилось столь малое количество транзисторов? Выносом сопроцессора во внешний чип. Просто NexGen посчитал (кстати, на тот момент это признавал даже Intel, хотя и начал, на перспективу, усиливать FPU в Pentium), что в х86 коде, как правило, используются все же целочисленные вычисления, потому и не стал встраивать в свой основной чип процессор, предпочтя те же транзисторы использовать, к примеру, для усиления кэша L1 и встраивания контроллера кэша L2. Хотя, впрочем, позже, одновременно с Nx587, вышел и новый вариант процессора, Nx586fp, объединяющий на одном чипе процессор и сопроцессор, что заставляет подозревать, что сопроцессор на момент выхода Nx586 был попросту не готов.

- Nx586fp

- Cо встроенным сопроцессором

Ох уж эти новоявленные чудеса техники - вечно то они ни с чем не совместимы. Не избежал этой участи и Nx586 - он использовал собственный, нестандартный, Socket-463 (интересный факт - несколько позже, уже будучи CTO AMD, Раза выберет для Athlon 462-контактный разъем). Соответственно, вдобавок, в нагрузку прилагалось и использование собственных чипсетов - NexGen NxVL или NxPCI. Результат получился соответствующий - хотя в технологическом плане и в плане производительности процессор мог легко поспорить с Pentium, о коммерческом успехе NexGen доводилось только мечтать. 13 ноября 1995 года были официально объявлены первые коммерческие Nx586 (P120 и P133 - с частотой несколько более низкой, чем PR рейтинг, например, у P120 тактовая частота была 111 МГц, но в любом случае, целочисленная производительность у него была раза в полтора выше, чем у Pentium 120. А ведь тот же Windows 95 - это сплошь и рядом работа с целыми числами.

Процессор и чипсеты под него поддержали семь производителей материнских плат и четыре производителя PC третьего эшелона, и даже цена была выставлена вполне неплохая - всего лишь $447 за 133 МГц процессор (куда дешевле Pentium 133), так что теоретически все могло бы даже получиться, и сегодня мы имели бы противостояние Intel и NexGen, но подвела IBM, так и не обеспечившая нормальных производственных мощностей под Nx586.

Как водится, не успел процессор воплотиться в кремнии, а его разработчики уже вовсю занимались его наследником - Nx686. Работа началась задолго до того, так что и плоды созрели неожиданно скоро после выхода Nx586. Уже в том же 1995 году, 10 октября, на MicroProcessor Forum, NexGen представляет образцы своего следующего процессора, исполняя на них Windows 95.

- Частота процессора: 180 МГц - Кэш L1: 48 кб	- Частота шины: 60 MHz - Дата выпуска: 1995

Что и говорить, здесь было на что полюбоваться. В том же корпусе, в том же сокете, практически на той же площади (180 кв.мм при 0.44 мкм техпроцессе, хотя для серийного производства планировался 0.35 мкм) поместились: 6 миллионов транзисторов против 3.5 у Nx586, в их числе - 48 Кбайт кэша L1 (вдвое большая частота, чем у ядра, 16 Кбайт под код, 32 Кбайт под данные). Плюс:

раздельное питание, 3.3 В на входе, и 2.5 В - на ядре;
энергопотребление - всего 4 Вт;
тактовая частота - 180 МГц;
частота системной шины - 60 МГц (т.е. коэффициент умножения вырос уже с 2 до 3);
контроллер кэша L2 поддерживает уже до 2 Мбайт внешнего кэша с той же тактовой частотой, что и у процессора;
к тому времени уже появился Pentium MMX, так что, в рамках фирменной политики "чтобы было не хуже, чем у Intel", инженеры добавили к исполнительным блокам ответственный за обработку инструкций, специализированных для обработки мультимедиа данных.

Не правда ли, огромнейший шаг по сравнению с Nx586? Абсолютно современный и конкурентоспособный процессор. Разработчики на MPF'95 заявляли, что его производительность на целых числах должна быть в два раза больше, чем у Pentium Pro на той же тактовой частоте, на операциях с плавающей точкой - на 33 процента выше.

Пока инженеры корпели над его созданием, Атик Раза, CEO NexGen, успел четко осознать: для его маленькой компании ввязаться в бесконечную технологическую гонку с Intel означает - проиграть. Для этого нужен был кто-то с куда большими ресурсами, так что: Пока инженеры работали, руководство компании начало проведение переговоров с другой фирмой, которой как раз позарез был нужен новый процессор для того, чтобы противостоять Pentium - ведь их K5, хоть и был совместим с ним по разьему, и т.д., фактически являлся клоном их старого доброго Am486. Итак, NexGen начал переговоры с AMD.

В общем, взаимопонимание было полнейшим, по большому счету, вопрос был в деталях. Их удалось утрясти очень быстро, и уже в начале 1996 года компании объявили о сделке: NexGen был приобретен AMD за 850 миллионов долларов. Откуда дровишки? Если помните, незадолго до того Intel по решению суда была вынуждена выплатить AMD около 1 миллиарда долларов... Ну так вот, все вполне тривиально - деньги Intel пошли на финансирование конкуренции с ним же. Элегантно? Вполне! Естественно, почти весь коллектив NexGen влился в AMD - разработчики распределились по одним кабинетам, руководство - совсем по другим. Раза возглавил адаптацию Nx686 под требования AMD, став затем ответственным за создание Athlon, попали на руководящие посты в AMD и два бывших сотрудника Intel, пришедших оттуда в NexGen - Дана Крелле, вице-президент NexGen по продажам и маркетингу, занявший практически аналогичный пост в AMD, а также бывший старший вице-президент Intel, Винод Дхам, пришедший в NexGen весной 1995 года, и ставший COO компании.

AMD вновь не создала свой процессор, предпочтя купить дизайн на стороне, до объявления Athlon оставалось еще несколько лет, но, по крайней мере, когда NexGen Nx686 выйдет под именем AMD K6, Энди Гроув уже потеряет основание называть AMD "фонограммщиками", что-то свое они уже споют, пусть текст и музыка и будут написаны другими.