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プロセッサーの歴史。 AMD プロセッサの世代 Intel および amd プロセッサの開発の歴史

ウクライナ教育科学省

チェルカッシ州立工科大学

コンピュータシステム部門

抽象的な

情報学とコンピュータ技術の分野

トピック: プロセッサAMD。開発の歴史。

完了:

FITIS2年生

グループ EK-08

コンドラテンコ V.V.

チェルカッシー

AMDについて

AMD は、パーソナルおよびネットワークコンピューティングおよび通信市場向けの集積回路の世界的なサプライヤーであり、米国、ヨーロッパ、日本、アジアに製造施設を置いています。 AMD は、マイクロプロセッサ、フラッシュメモリデバイス、通信およびネットワーキングアプリケーション用のサポートチップを製造しています。 1969 年に設立され、カリフォルニア州サニーベールに本社を置く AMD は、2000 年の売上高が 46 億ドルでした (NYSE: AMD)。

AMDが独自に開発した最初のプロセッサは1996年に発売されたK5でした。今ではそのことを覚えている人はほとんどいませんが、特に覚えておくべきことは何もありません。いつものように、このクリスタルのリリースが遅れ、クロック周波数とパフォーマンスで遅れをとっていたため、AMD は当時ユーザーの支持を得ることができませんでした。

この失敗の後、AMD は今は忘れられた NexGen 社を買収しました。NexGen 社は、x86 プロセッサの別の独立系開発者でした。同社は当時高度な技術を持っており、算術コプロセッサなしでクリスタルを少量生産していました。これらの開発を使用して、AMD は新世代の CPU、K6 を設計しました。これらのプロセッサは、整数演算においてインテルのプロセッサを上回る性能を発揮し始めましたが、浮動小数点ユニットにはまだ改善の余地が残されていました。

AMD は諦めず、コンピュータゲームのニーズに応えるため、コプロセッサではなく、特別に設計された SIMD 命令セット 3DNow! を使用することを提案しました。これが、単精度浮動小数点数を使用する別の演算ブロックが通常の K6 コアに追加された AMD K6-2 プロセッサの登場です。 3DNow! 用に特別に最適化された 4 つのオペランドのペアを使用して、同じタイプの計算を同時に実行できるという事実により、アプリケーションでは、K6-2 が良好なパフォーマンスを示しました。

価格競争状態にあるインテルと AMD は、最も安価なインテル Celeron は、それ以下ではないにしても、ほぼ原価で販売されるという結論に達し、インテルの別の製品であるペンティアム III が、高価なプロセッサーの市場に定着しました。戦いで疲弊し資本を失ったAMDにとって、生き残る唯一のチャンスは、高価で生産性の高いプロセッサの市場に参入することだ。さらに、価格のためではなく、Intel がこの武器に精通しており、AMD よりもはるかに価格を下げることができるため、その足がかりを得るには速度が必要です。これはまさに、AMD が新世代プロセッサである Athlon を市場にリリースすることでやろうとしたことです。

K-6 ファミリーの開発

クロック速度 (MHz) 166、200、233

レベル 1 (L1) キャッシュ 32K 命令、32K データ

レベル 2 (L2) キャッシュチップセットによって制御

L2キャッシュ速度バスと同じ

バスの種類ソケット 7

バス速度 (MHz) 66

クロックサイクルあたりの命令数 2

アウトオブオーダー実行 Y

プロセステクノロジー 0.35µ CMOS

ダイサイズ 162 mm2

トランジスタ 880万個

このプロセッサは K6 ラインの論理的な継続であり、「3D 命令」を処理する 3DNow! と呼ばれる新しいモジュールをコアに追加することだけが前世代と異なります。本質的に、これは別の MMX タイプのコプロセッサですが、21 の新しい命令を実行できます。これらの新しい命令は、主に 3D グラフィックス関連データの処理を高速化することを目的として設計されています。したがって、3DNow! 単精度実数引数を扱うコマンドが含まれています。これが、MMX テクノロジが使用されなかった理由です。MMX は整数を処理し、3 次元シーンを計算する場合は実際のシーンを操作する必要があります。 MMX や 3DNow! のようにはコプロセッサと同じレジスタを使用します。これは、オペレーティングシステムがタスクを切り替えるときにすべてのプロセッサレジスタを保存してリセットする必要があるためです。

理論的には、3DNow! は、3 次元ジオメトリを計算するときにコプロセッサを置き換えて、これらの計算の実行を大幅に高速化する必要があります。モジュール 3DNow! は、(21 命令セットから) 最大 4 つの SIMD (単一命令複数データ) 命令を並行して実行でき、正しく使用すると、前例のないパフォーマンスの向上が得られます。この理論をよく表しているのが Quake2 です。Quake2 は、同じ周波数の Pentium プロセッサよりも 1.5 倍遅い K6 プロセッサ上で動作します。しかし、一般的な考えに反して、これは AMD コプロセッサの遅さによるものではなく、Intel が算術コプロセッサとプロセッサの並列動作の可能性をチップに実装したという事実によるものです。 Quake2 では、コードがこの機能に合わせて最適化されているため、プロセッサーとコプロセッサーの命令が (AMD K6 のように) 同時に実行できない場合、パフォーマンスが非常に低下します。 K6-2 はこの問題を解決するはずですが、別の方法で、つまり 3DNow モジュールで 3D 計算をパイプライン化することで解決します。ただし、計算の並列化の問題はプログラマが決定する必要があり、特に 3D シーンのジオメトリを計算するプロセスが線形から程遠いため、アルゴリズムの実装に一定の困難が生じます。したがって、最新のすべての PII プロセッサの速度を大幅に超える K6-2 の理論上のパフォーマンスは達成できません。

ということで、3DNowから！少なくともある程度の効果を得るには、アプリケーションがそれらと同じ 21 個の命令を使用する必要があります。それは単に方法ではなく、このプロセッサモジュールのパイプライン構造を考慮した上でのことです。

AMDは、今回はハイエンドテクノロジーと「K6-2 3DNow!」と呼ばれるプロセッサー固有の3Dドライバーによって、再びIntelとの差を縮めようとしているが、このシリーズのプロセッサーはユーザーがIntelを買わなければならないという幻想を打ち破るはずだ。可能な限り最高の 3D パフォーマンスを実現するための Pentium II プロセッサ。

300 MHz および 333 MHz バージョンが用意されている K6-2 ラインには、すでにユーザーに馴染みのある K6 ラインと比較していくつかの改良が加えられています。改良されたコプロセッサ、より高速なコア速度、100MHz L2 キャッシュのサポート、および 3Dnow! として知られる命令セットは、K6-2 を AMD のプロセッサ製品のトップに押し上げる機能です。

3DNow! は、人間の言葉で言えば、3D グラフィックスのシーン計算を高速化する、改良された計算プロセスです。 Cyrellis は以前、3D グラフィックスアクセラレータの主な障害の 1 つは、一般的な Intel/AMD プロセッサの遅いシーン作成と 3D カードのネイティブプロセッサの機能との間の矛盾であると述べました。ビデオカードは、CPU が作業を完了するまで待つ必要があり、それが完了して初めて、その 3D プロセッサが必要な 1 秒あたりのフレーム数を絞り出すことができます。 3Dなう! はこの状況を変え、シーン生成をトップスピードで駆け抜け、それによって生産性を大幅に向上させることを約束します。

これは次のようになります。

ご覧のとおり、たとえば Voodoo2 チップセットのように 3D アクセラレータが三角形の生成を引き継いだとしても、プロセッサはビジー状態です。

3DNowテクノロジー！

AMD が新しい K6-2 プロセッサ (コード名 K6 3D) に導入した 3DNow! は、ユビキタスな MMX テクノロジの進化版です。 MMX は、マルチメディアアプリケーションのパフォーマンスを向上させるために設計された、追加の 57 のプロセッサ命令と 8 つの追加のレジスタです。プログラムがこれらの機能を使用すると、実行速度に大きく貢献します。 MMX は Intel プロセッサで導入されましたが、現在では AMD、IDT、Cyrix を含むすべての x86 プロセッサがサポートしています。ただし、MMX は広くサポートされているにもかかわらず、十分なアプリケーションで使用されていないため、MMX サポートの利点は現時点では限られています。

MMX の導入後、新しい命令を導入する主導権は突然 AMD に移りました。しかし、このステップに対応して、Intel は、Katmai プロセッサに搭載された MMX2 命令セットを発表しました。 AMD の追加コマンドシステム、3DNow! (コード名は AMD-3D テクノロジー) は、3D グラフィックス操作を高速化するための命令セットです。このセットには、特に、3 プロセッササイクルで実行される実数の高速除算と、同じく 3 クロックサイクルで実行される平方根の逆数の計算が含まれます。 AMD によると、3D ゲームでの 3DNow! テクノロジーの使用は次のとおりです。これにより、300 MHz K6-2 が 400 MHz Pentium II のパフォーマンスに追いつくことができます。

AMD K6- Ⅲ

Intel の次期プロセッサである Pentium III のリリースに続いて、AMD から新製品である K6-III プロセッサが登場しました。このプロセッサにより、AMDは安価なシステムのニッチ市場から抜け出し、より高価なマシンの市場でIntelと競争し始め、大ヒット作「K7」でマイクロプロセッサ巨人の地位に決定的な打撃を与える準備が整えられるはずだった。長い待ち時間、仕様を読んだこと、そして AMD K6-III の第一印象は、Intel の立場が揺るがれることを期待する十分な理由を与えてくれました。しかし、伝統的にAMDは追い上げとして機能し、この場合に勝つには軍事戦術に従ってかなりの戦力の優位性が必要となります。しかし、それでもなお、AMD 対 Intel、Socket7 対 Slot1、David 対 Goliath の間の戦いの新たなラウンドが始まりました。

AMD AMD

AMD (AMD、Advanced Micro Devices) は、集積回路、電子デバイス、コンピュータおよび通信用コンポーネントの大手開発および製造会社であるアメリカの企業です。 1969年に設立されました。本社はカリフォルニア州サニーバレーにあります。 AMD は、プロセッサ、フラッシュメモリ、ロジックデバイス、通信およびネットワーク製品を製造しています。コンピュータの世界では、AMD は Intel の競争相手として知られています。 (cm。インテル)パーソナルコンピュータ用プロセッサの生産。
1969 年、ジェリーサンダースと 7 人の同僚は、最先端の半導体を製造する企業を設立することを決意しました。以前は、ジェリー・サンダースはフェアチャイルド・セミコンダクターのマーケティング・ディレクターを務めていました。数年以内に、同社は約 1,500 人の従業員を雇用し、200 以上の製品を生産しましたが、その多くは独自に設計されたものでした。 1973 年、同社は米国外初の工場をペナン (マレーシア) に開設しました。 1974 年の同社の売上高は 2,700 万ドルでした。 1970 年代初頭、AMD はマイクロプロセッサの生産をマスターし始めました。最初に誕生したのは 8080A チップです。
同社の製造拠点は 1970 年代に、主に東南アジアでの新しい工場の導入と米国の既存工場の拡張を通じて急速に成長しました。会社の売上収益は継続的に増加していました。 1980 年代初頭、AMD はサンアントニオに工場を開設しました。研究の可能性は急速に高まっていました。 AMDチップはスペースシャトルコロンビアの機器に使用されました。 1982 年、同社は iAPX8 ファミリのマイクロプロセッサのクローンを製造するための最初のライセンス契約を Intel と締結しました。この協定により、AMD はパーソナルコンピュータ用マイクロプロセッサ市場に参入する道が開かれました。 1986 年に、同社は世界初の 1 M ビットの書き換え可能な EPROM メモリチップをリリースしました。
1980年代後半、日本企業が半導体デバイスの自社生産を開始し、AMD製品の需要が減少した。危機を打開する方法を求めて、同社はパーソナルコンピュータ用マイクロプロセッサ市場での活動を強化した。 Intel テクノロジーを使用して PC プロセッサを製造する権利の仲裁プロセスを無事に完了した同社は、1991 年に最初の PC 用マイクロプロセッサである Am386 をリリースして、マイクロプロセッサ市場における Intel の独占を打ち破りました。 1993年にAm486がリリースされました。同社は、コンピュータ市場の巨人、富士通、コンパック、デジタル・イクイップメントと共同活動に関する多くの契約を結んでいる。
1994 年から 1995 年にかけて、Intel は Pentium プロセッサの生産に切り替え、486 プロセッサの市場を AMD およびその他のサプライヤーに委ねました。 AMDは世界のマイクロプロセッサ市場の低価格部門を占めた。同社の製品「Am5x86」と「K5」は、IntelのPentiumファミリーの同クラスのプロセッサに比べて性能が劣っていたが、価格は低かった。生産の技術面でも立ち止まることはありませんでした。同社は、0.8 ミクロン技術をベースとした Am386 ファミリのプロセッサから、0.35 ミクロンの K5 に到達しました。
1996 年に AMD は、科学的および技術的能力、プロセッサ開発分野の専門家チーム、およびほぼ完成した第 6 世代プロセッサを備えた NexGen を買収しました。 1997 年の初めに、880 万個のトランジスタを備えたプロセッサ、K6 が登場しました。性能は Intel Pentium MMX シリーズに劣らず、安価です。 Intel の Pentium II ファミリに対抗するものとして、3D オーディオとグラフィックスのパフォーマンス向上を可能にする 3D Now テクノロジーを搭載した AMD K6-II プロセッサが開発されました。
1999 年前半に、AMD は Socket 7 で動作する K6-III (K6-3D+) プロセッサの出荷を開始しました。その主な機能は、フルコア周波数で動作する内蔵 256 KB L2 キャッシュです。このプロセッサのクロック速度は 400 ～ 500 MHz でした。 1999 年 6 月 23 日、新しいスロット A パッケージ (スロット 1 と比較してわずかに薄いカートリッジ) で 0.25 ミクロンテクノロジを使用して製造された AMD Athlon 500、550、600 プロセッサが発表されました。
1999 年 11 月 29 日、0.18 ミクロン技術を使用して製造された 550 ～ 800 MHz の周波数の Athlon プロセッサがリリースされました (区別するために、モデル 1 - 0.25 ミクロンおよびモデル 2 - 0.18 ミクロンと呼ばれていました)。 AMD の 0.18 ミクロンテクノロジへの最終移行は、2000 年の夏に Thunderbird コアの開発とともに行われました。 AMD は、プロセッサ用にソケット A コネクタ (チップの形をしたソケット 462) を開発しました。 Athlon-4 コアには、ハードウェアデータプリフェッチユニットと内蔵サーマルダイオードが搭載されました。
Athlon から新しいコアへの移行に伴い、AMD は Morgan コア (再設計された Palomino) 上の Duron 1 および 1.1 GHz (後の 1.2 GHz) プロセッサをリリースしました。コアの名前の変更に加えて、プロセッサーは 3DNow! のサポートを受けました。プロフェッショナルかつ SSE。モーガンコアには、分岐予測メカニズム (プロセッサはどのようなデータが必要になるかを予測しようとしました) とアドレス変換バッファ (メモリアドレスをキャッシュ) がありました。コアには温度センサーが組み込まれています。
2002 年、AMD は 0.13 ミクロンテクノロジーへの移行と SOI (シリコンオンインシュレーター) テクノロジーの導入を発表しました。 2002 年 4 月、同社は Intel の XScale と競合する Alchemy Au1100 プロセッサをリリースしました。 2002 年の夏の初めに、Athlon XP 2100+ および 2200+ が 0.13 ミクロンのサラブレッド (TBred) コアでデモされました。
2003 年の初めに、AMD は IBM と共同技術開発に関する契約を締結しました。 2003 年 2 月 10 日、同社は 2 倍の L2 キャッシュ (L2 - 512 KB) を搭載した Barton コア上の Athlon XP 3000+、2800+、および 2500+ をリリースしました。 2003 年の春、AMD は、x86 プロセッサと完全に互換性のある、Opterons として知られるサーバーおよびワークステーション向けの最初の 64 ビットプロセッサをリリースしました。 2003 年 9 月に、AMD は Athlon 64 として知られる同様のプロセッサをパーソナルコンピュータ向けにリリースしました。
2003 年は、Barton コア (0.13 ミクロンの製造テクノロジ、クロック周波数 1667 ～ 2133 MHz、バス周波数 266 MHz - デュアルポンプ) をベースとした経済的な Athlon XP モデルである AMD K7 Thorton のリリースによって特徴づけられました。 2003 年に導入された AMD Athlon 64 および AMD Opteron プロセッサは、32 ビットと 64 ビットのアプリケーションを同時に実行できる業界初の 64 ビット x86 プロセッサです。 AMD の革新的なフラッシュメモリテクノロジである MirrorBit アーキテクチャにより、データの整合性を犠牲にすることなく 2 倍のデータを保存できます。 2005 年 6 月、AMD はデュアルコア Athlon 64 X2 プロセッサをリリースしました。 AMD の生産施設は、米国、日本、マレーシア、シンガポール、タイ、ドイツにあります。同社の従業員数は 18,000 人 (2005 年)、収入は 58 億ドル (2005 年) に達します。

1969 年の記憶は人それぞれ異なります。ボーイング747型機の初飛行が行われた。ソ連の Tu-144 は、旅客航空史上初めて音速の壁を突破しました。プロトン K ロケットはバイコヌール宇宙基地から打ち上げられ、月への飛行経路にルナ 15 宇宙船を打ち上げました。 ARPANET が登場しました - インターネットの最初のプロトタイプ。ソ連初のカセットテープレコーダー「デスナ」はハリコフ・プロトン工場で生産された。

そして 1969 年 5 月 1 日、Advanced Micro Devices がシカゴで設立されました。現在ではその頭字語でよく知られています。 AMD.

同社の創設者であるウォルタージェレミーサンダース 3 世は、IT 業界の著名な人物とは大きく異なりました。たとえば、マイケル・デルとビル・ゲイツがすべてを自分たちの頭で達成したことに疑いの余地はありません。しかし、この心が最初の実を結び始めたとき、最初の多額の投資をした親族がいました。

ジェリー・サンダースは貧しい家庭で育ちました。彼の父親は、信号機を直す技術と大酒飲みで有名でした。あまりにも強烈なので、何十年も経っても覚えているほどです。祖父がいなかったら、後の AMD 創設者であるウォルタージェレミーサンダース 1 世は、高校を卒業してイリノイ大学に入学することはほとんどなかっただろう。祖父も億万長者ではありませんでしたが、少なくとも酒は飲まず、孫のために時間を無駄にすることはありませんでした。若いサンダースは祖父に敬意を持って接し、きちんと勉強した。素晴らしい車で世界中に知られるプルマン社は、彼に奨学金を与えました。

しかし、ウォルター・ジェレミー・サンダース三世の最大の秘密は、電子技術者として働くつもりがなかったということだった。卒業証書を取得する必要がありますが、それがなかったらどうなるでしょうか? でも、それならカリフォルニアに行って映画俳優になるのもいいですね。しかもその青年は容姿も相応しく、実力も確かにあった。しかし、1950 年代のシカゴは決して穏やかな街ではありませんでした。 FBI の統計によると、全体的な犯罪率は減少しているものの、現在でもアメリカで最も危険な大都市であることに変わりはありません。そして…概して、人生で最高とは言えなかったある夜、ジェリー・サンダースは、地元の犯罪組織チャイ・セブンと対立した友人のために立ち上がった。友人は逃げることができましたが、ジェリーは逃げられませんでした。その結果、肋骨と顎が折れ、鼻が折れ、顔がナイフで容赦なく切り取られました。女の子は傷のある男性が大好きだそうです。しかし、カメラはあまり良くありません。そのため、映画俳優としてのキャリアを忘れなければなりませんでした。ジェレミーは傷から回復した後、勉強に集中しました。

大学卒業後は、かつて有名な航空機メーカーだったダグラス・エアクラフト社に勤務した（現在、同社の残骸は巨大企業ボーイングに吸収されている）。ジェリー・サンダースは、電子部品ではなく、エアコンを開発していました。ちなみに、これも非常にエキサイティングなアクティビティですが、問題は、その費用がほとんど支払われなかったことです。したがって、わずか1年後、AMDの将来の創設者はMotorolaの営業部門に就職し、そこで3年間働きました。サンダースの次の雇用主はフェアチャイルド・セミコンダクターだった。この会社はまだ存在していますが、この名前に聞き覚えがある人はほとんどいないでしょう。しかし、ロバートノイスとゴードンムーアが 1968 年に退職し、後のインテルコーポレーションを設立したのはまさにこれでした。

そして60年代後半、フェアチャイルド・セミコンダクターは人々がお金ではなく利息のために働くのが正しいと考えたため、エンジニアリング担当者は完全に同社から逃げ出した。人々は、特徴的にそうは考えませんでした。そして、別の結果を受けて、エンジニアのグループは自分たちの会社を設立することにしました。そして彼女は、Advanced Micro Devicesという名前も思いつきました。しかし、彼らは創造的な人々であるため、ビジネスについての理解が不十分でした。そして彼らはそれを本当に理解したくありませんでした。そこでエンジニアたちは営業部門のあの魅力的な男、サンダースを担当に呼ぶことを思いついた。ジェレミーは断らなかった。そして 1969 年 5 月 1 日、AMD は 100,000 ドルの開始資本で登録されました。

敵か味方か？

元エンジニアと営業社員のグループが当時としては巨額の10万ドルを手に入れたとしても驚かないはずだ。認可資本とも呼ばれる開業資金は、一度に全額を支払う必要がないことを意味します。必要に応じて、一定の登録料を支払い、10万人を見つけるという約束に署名するだけで十分です。しかし、それ以上の仕事をするためのお金はまったくありませんでした。結局のところ、それには数十万ではなく、数百万が必要でした。

サンダースは弁護士のトム・スコーニアを雇い、彼と一緒に今後何年にもわたる事業計画を作成した。 Advanced Micro Devices は、マイクロエレクトロニクス、つまりコンピューターや電子機器用の半導体チップを開発および製造することでした。この方向性は非常に有望であるように見え、開発を開始するには 150 万ドルが必要でした。今日では、ウェブカメラを備えた猫のトイレを作ると約束する新興企業に、そのような金額が簡単に与えられます。しかし 1969 年、AMD の計画は懐疑的な目で見られ、長い間誰も投資を提供しませんでした。

そして、ほとんどすべてが失われたように見えたとき、ジェレミー・サンダースは元同僚であり、現在は潜在的な競争相手であるロバート・ノイスに相談しました。インテルの創設者も同じ人です。ロバートは事業計画を注意深く検討し、小切手に署名しました。そして彼は別れ際に、もし物事がうまくいかなかったとしても、サンダースはいつでもインテルで歓迎されるだろうとも言った。

したがって、AMD のビジネスの基礎を形成したのは Intel の投資でした。その後数十年にわたって、両社の関係には非常に異なる感情のトーンが見られた。しかし、この歴史は書き換えることはできません。

1990 年に亡くなるまで、ロバートノイスは AMD の合理的な支持者でした。特に、彼はインテルの開発のライセンス供与に貢献しました。これがなければ、日の当たる場所を獲得することははるかに困難であったでしょう。なぜノイスはこんなことをしたのでしょうか？感傷？元同僚を助けたいですか? 市場には強力だが基本的に友好的な競合他社が存在する必要があることを理解していますか? 今となっては誰にも分からない。しかし、おそらく、1990 年 6 月のノイスの突然の死がなければ、会社の関係の多くは違ったものになっていたかもしれません。

ただし、ロバート・ノイスをそのような親切な叔父だと考えるのはやめましょう。 x86 プロセッサは軍事開発に使用されており、米国国防総省は単一のチップサプライヤーに固定される可能性に不満を抱いていました。後者がますます少なくなるにつれて（90年代初頭に動物園が観察されたことを思い出してください）、代替メーカーとしてのAMDの重要性が高まりました。 1982 年の協定によれば、AMD は 8086、80186、および 80286 プロセッサを製造するためのすべてのライセンスを持っていましたが、Intel は新しく開発された 80386 プロセッサを AMD に譲渡することを断固として拒否しました。そして彼女はその協定を破った。その後に行われたのは、両社の歴史上初めてとなる、長く注目を集める裁判でした。それは 1991 年に AMD の勝利によって終わりました。インテルはその立場に対して原告に10億ドルを支払った。

しかし、それでも関係は損なわれ、以前の信頼についての話はありませんでした。さらに、AMDはリバースエンジニアリングの道を選びました。同社は引き続き Am386 を生産し、その後、ハードウェアは異なりますが、マイクロコードは完全に同一の Am486 プロセッサを生産しました。この時点でインテルは法廷に訴えた。ここでもプロセスは長く続き、成功はどちらかの側にあることが判明しました。しかし、1994 年 12 月 30 日、インテルのマイクロコードは依然としてインテルの所有物であり、所有者が気に入らない場合に他の企業がそれを使用するのは好ましくないという裁判所の判決が下されました。したがって、1995 年以降、すべてが大きく変わりました。 Intel Pentium プロセッサと AMD K5 プロセッサは、x86 プラットフォーム用のあらゆるアプリケーションを実行できましたが、アーキテクチャの観点から見ると、それらは根本的に異なりました。そして、Intel と AMD の間の本当の競争は、両社の設立からわずか四半世紀後に始まったことが判明しました。

ただし、互換性を確保するために、テクノロジー間の相互受粉がなくなったわけではありません。最新の Intel プロセッサには AMD の独自技術が多数含まれており、逆に AMD は Intel が開発した命令セットを慎重に追加しています。

事前に

プロセッサ市場における AMD のシェアが常に Intel よりわずかに小さいことは周知の事実です。そして開発予算もビッグブラザーより若干低めでした。ほとんどの場合、これは同社がキャッチアップ企業として機能し、「ほら、うちにもほぼ同じものがあるけど、ずっと安いだけだよ」という公式を使って消費者を誘惑していることを意味します。

しかし、AMD の歴史、特に 1995 年以降は、比較的少ない予算でも非常に効果的に使用できることを示しています。

2000 年、AMD は世界で初めて周波数 1 GHz のプロセッサをリリースしました。これは、ますます人気が高まっている Athlon ファミリーの代表的な製品でした。

2003 年、AMD は 64 ビット命令セットをサポートする x86 プロセッサを初めてリリースしました。これらはすぐに Opteron サーバーファミリと Athlon ユーザーファミリに登場しました。これらのセットは、後にインテルおよび VIA 製品に登場しました。また、競合他社はマーケティング文書で独自のブランドを好むにもかかわらず、一部のオペレーティングシステムは依然として AMD64 と呼ばれています。

勢いを緩めることなく、2004 年に AMD は世界初のデュアルコア x86 プロセッサである Athlon X2 をリリースしました。当時、2 つのコアを同時に使用できるアプリケーションはほとんどありませんでしたが、特殊なソフトウェアではパフォーマンスの向上が非常に印象的でした。

2006 年、AMD は世界初の 4 コアサーバープロセッサを導入しました。このプロセッサでは、4 つのコアすべてが 1 つのチップ上に成長しており、同僚のビジネスのように 2 つのコアを「接着」していませんでした。最も複雑なエンジニアリング上の問題は、開発段階と生産段階の両方で解決されました。

同じ 2006 年に、AMD はグラフィックスチップの主要メーカーの 1 つである ATI を買収します。その時点から、従来のコンピューティングとグラフィックスは AMD のビジネスにおいて密接に関連するようになりました。これは最終的にハイブリッドプロセッサの作成につながりました。これらは 2011 年に登場する予定で、統合グラフィックスがほとんどのタスクに個別グラフィックスと同等に対処できることが初めて示されます。

AMD グラフィックスは最近、プロセッサーとともに、Xbox One、PlayStation 4、Wii U などのすべての主要なコンソールに採用されています。そして、Intel がコンピューティングを担当する場所 (たとえば、強力な Apple Mac Pro) では、AMD が全体像を提供します。そして、いくつかのタスクでプロセッサを支援します。

AMD の技術的ブレークスルーのリストは非常に印象的であり、リストは年々長くなっています。もう 1 つの疑問は、イノベーション自体が必ずしも売れ始めるわけではないということです。通常、シリコンのテクノロジーからソフトウェアへの実装までには長い道のりがあります。そして、その発明が私たちに届くと、それはなんとか業界標準となり、他のメーカーの間でも登場します。しかし、これは AMD エンジニアの業績を損なうものなのでしょうか? 考えないでください。

パソコンだけではありません。そして、もう長い間

従来の PC 市場 (そして、残念ながらラップトップも) は、有望で成長しているとは言い難いです。古き良きコンピューターを埋めるのは依然として無謀ですが、パーソナルコンピューティングの未来が他のデバイスにあることは明らかです。

特別なバージョンの AMD ハイブリッドプロセッサを使用する最新のセットトップボックスについてはすでに述べました。コンソールが 5 年後でも最新のゲームに見えるように、大きなマージンを持って開発されていることを考慮すると、パフォーマンスマージンを見積もることは難しくありません。

6 月初旬に台湾で開催された Computex 展示会 (Geektimes のレポート) では、これまで ARM アーキテクチャを搭載したプロセッサのメーカーが独占していた NAS 分野に AMD ソリューションが参入し、トップセグメントは Intel によって占められました。 Qnap の新しい NAS 製品ラインには AMD が搭載されています。しかし、Qnap はこのクラスのデバイスのトレンドセッターの 1 つであり、コンテンツ消費者の数が増えるにつれて、すぐに家庭に不可欠な要素になる可能性があります。テレビ、冷蔵庫、電子レンジも完備。

AMDは率直に言って、スマートフォンやタブレットなどのウルトラモバイルデバイス向けのソリューションの開発を遅らせてきました。後者の SoC はかなり前から在庫がありますが、完成品ではほとんど見つかりません。スマートフォンに AMD を見つけることはまだできていません。そして、Intelがエンジニアリング部門とマーケティング部門の力を利用してx86プロセッサをスマートフォンに押し込んでいる一方で、AMDは非対称的な対応を準備している。 ARM、MediaTek、Qualcomm、Samsung、Texas Instruments と提携を締結 HSA財団。 HSAとはHeterogeneous System Architectureの略で、異種システムアーキテクチャのことです。参加者は、プログラミングルールを統一し、並列コンピューティングの統一標準を開発するという、かなり野心的な目標を設定しました。すべてのタスクが最適な SoC モジュールに割り当てられ、この支援が重要な場合には後者による支援も許可されます。従来のコア間で計算を均等に分散し、グラフィックスコアを効果的にロードし、サウンドを特別な DSP (一部の AMD プロセッサに搭載されています) に委託します。これらはすべて、必要性の観点からは明らかですが、技術的に困難です。しかし、このような課題が業界内で解決されれば、その結果、さまざまなレベルでユーザーエクスペリエンスが大きく変わる可能性があります。

そして 2012 年以来、AMD は ARM アーキテクチャを使用した SoC を開発しており、2020 年までにそれらが同社のビジネスの重要なシェアを占めるようになるでしょう。

46 年間にわたり、Advanced Micro Devices は一度ならず根本的に変化しました。しかし本質は同じであり、小さな力で不可能を可能にしようと努力することです。

そして、一般的に不可能なことは存在しないことを定期的に確認してください。

パーソナルコンピュータ用のプロセッサは、前世紀の 70 年代に普及しました。それらは多数のメーカーによって製造されました。当時、厳密に言えば、現在と同じように、ほとんどすべての企業は、自社の生産に最新のテクノロジーのみを使用したいと考えていました。ただし、すべての企業が Intel や AMD ほど強力に開発を進めることができたわけではありません。一部のメーカーは市場から完全に姿を消しましたが、他のメーカーは別の活動分野に移行しました。ただし、すべてを段階的に伝える必要があります。

プロセッサーの開発が始まった経緯

世界が初めてプロセッサーについて聞いたのは、前世紀の 50 年代でした。彼らは機械式リレーで動作しました。その後、真空管やトランジスタを使ったモデルも登場し始めました。当時、それらがインストールされているコンピュータ装置は、複雑で非常に大きな装置のようなものでした。彼らの費用は非常に高かった。

すべてのプロセッサコンポーネントが計算プロセスを担当しました。それらを単一の超小型回路に接続する方法を理解する必要がありました。このアイデアは、半導体型回路の出現直後に実現しました。当時、プロセッサ開発者は、これらの回路がビジネスに役立つとは想像することさえできませんでした。このため、さらに数年間、彼らは複数のチップでプロセッサを開発しました。

60 年代後半、ビジコムは新しいデスクトップ電卓の開発を開始しました。彼女は 12 個のチップが必要で、Intel に注文しました。当時、この会社の開発者は、複数の超小型回路を 1 つに接続するアイデアを思いつきました。会社の社長はこのアイデアを気に入ってくれました。その利点は、大幅な節約が可能であることでした。結局のところ、一度に複数の超小型回路を作成する必要はありませんでした。さらに、単一チップ上にプロセッサ要素を配置することにより、演算処理を実行するさまざまなタイプの機器での使用に適したデバイスを作成することができました。

同社の専門家による研究の結果、わずか 1 秒で一度に 6 万の演算を実行できる世界初のマイクロプロセッサー「Intel 4004」が誕生しました。 2進数も処理できました。しかし、このタイプのプロセッサは、そのようなデバイスがまだ作成されていなかったため、コンピュータには使用できませんでした。

まさに最初のパーソナルコンピュータ

最初のコンピューターはアメリカ人の学生ジョナサン・タイタスによって作成されました。エレクトロニクス誌では、それは Mark 2 と呼ばれていました。その中で、特にこのデバイスの説明が行われました。この発明は学生が大金を稼ぐのに役立ったわけではありません。当初、タイタスは自分の発明で金儲けを計画していました。彼は、独自のコンピュータを作成するためにプリント基板を一定の価格で配布することを計画しました。消費者は他の部品を店舗で購入する必要がありました。もちろん、彼はあまりお金を稼いでいませんでしたが、コンピュータ技術の発展に多大な貢献をしました。

インテルプロセッサーの開発の歴史

Intel の最初のプロセッサは 4004 でした。その後、この開発者は 8008 モデルをユーザーに紹介しました。このプロセッサの動作周波数は 600 ～ 800 キロヘルツの範囲でした。 3,000 個以上のトランジスタが含まれていました。あらゆる種類のコンピュータで積極的に使用されました。

同時に、最初のパーソナルコンピューターデバイスが世に登場し始め、インテルはそれに適したプロセッサーを製造することを決定しました。短期間の後、同社は前世代よりも数十倍強力な 8080 プロセッサを開発しました。

このプロセッサモデルのコストは、それらの基準からすると非常に高かったです。しかし、メーカーは、高レベルのパフォーマンスを備え、あらゆるコンピューターデバイスに完璧に適合できるプロセッサーにとって、そのコストは完全に正当であると信じていました。彼は大きな需要がありました。おかげで会社の収入は増えるばかりでした。

数年後、Altair 8800 コンピューターが誕生しました。そのメーカーは MITS でした。このモデルのパーソナルコンピュータデバイスは、Intel のプロセッサ、モデル 8800 で動作しました。このモデルのおかげで、多くの企業が独自のマイクロプロセッサを製造し始めました。

同時期にソ連でも

ソ連では、さまざまなタイプのコンピューティング機構の生産が急速に発展しました。コンピューター開発のピークは前世紀の 70 年代に起こりました。生産性のレベルという点では、外国の同業者とかなり匹敵する可能性があります。

1970 年に、コンピュータプログラムとハードウェアの互換性に関する標準が策定されたとの法令が国内指導部から発表されました。このとき、コンピューティング技術という新しい概念が登場しました。これは IBM の開発に基づいています。国内の専門家はIBM 360テクノロジーを使用しました。

ソ連時代に開発された国産技術は、その妥当性を失っている。代わりに、輸入された技術を使用し始めました。徐々に、国内のエレクトロニクス産業は西側諸国に比べて大幅に遅れをとり始めました。前世紀の 80 年代以降に開発されたすべてのコンピューターデバイスは、Zilog または Intel プロセッサーを使用して動作しました。ロシアはほぼ10年前から技術面でアメリカに遅れをとり始めた。

プロセッサーの進化

前世紀の 70 年代半ば、モトローラは MC6800 と呼ばれる最初のプロセッサを発表しました。彼は高いレベルのパフォーマンスを持っていた。彼には 16 ビットの数値を扱う能力がありました。その価格は Intel 8080 プロセッサの価格と同じであり、消費者はそれを購入することにあまり乗り気ではありませんでした。このため、パソコンには使用されませんでした。会社は財政難のため4,000人の従業員を手放さなければならなかった。

1975 年、モトローラの元従業員は MOS テクノロジーという新しい会社を設立しました。彼らは MOS Technology 6501 プロセッサを開発しましたが、その特性は同社を盗作で告発した Motorola の開発と似ていました。その後、MOS の従業員は自らの発案で根本的に再設計を試み、コストがはるかにリーズナブルになった 6502 チップをリリースしました。このチップは大きな需要を持ち始めました。 Appleのコンピュータ機器にも使用されていました。前作とは根本的な違いがありました。彼の周波数レベルははるかに高かった。

インテルで職を失った人々は、解雇されたモトローラ従業員と同じ道をたどった。彼らはまた会社を設立し、Zilog Z80 プロセッサを発売しました。 Intel 8080 製品とあまり変わりません。電源ラインは 1 本で、価格も手頃でした。同じプログラムで機能する可能性があります。さらに、このデバイスのパフォーマンスをより高くすることができ、RAM の影響を必要としませんでした。このようにして、Zilog は消費者の間で大きな需要を享受し始めました。

ロシアでは、このプロセッサモデルは主に軍事機器、さまざまなコントローラー、その他多くのデバイスで使用されていました。さまざまなゲーム機でも使用されました。 90年代から80年代にかけて、ロシア市場の消費者の間で絶大な人気を博しました。

映画「ターミネーター」に登場したプロセッサー

ターミネーターの映画には、ロボットが目の前で起こるすべてのものをスキャンする瞬間がたくさんあります。観客にとって奇妙な暗号が彼の目の前で形成されます。数年後、映画の制作者がそのようなコードを出現させたのは、プロセッサバージョン 6502 の MOS のおかげであることが明らかになります。開発者はこれを楽しんでおり、70 年代のプロセッサが映画で使用されているのを面白いと感じています。遠い未来のこと。

Intel、Zilog、Motorola プロセッサの進化

70 年代の終わりに、インテルは次の新製品を発表しました。これは Intel 8086 と呼ばれていました。このチップのおかげで、市場で同社の最も近い追撃者はすべて大きく遅れをとりました。彼は高いパワーレベルを持っていましたが、それが彼に人気になる機会を与えました。 16 ビットバスを使用していましたが、コストが高かったです。このプロセッサでは、特別なチップを使用し、マザーボードを再設計する必要がありました。

その後、同社はより成功した製品である Intel 8088 をリリースしました。この製品には 3 万個以上のトランジスタが搭載されていました。

Motorola は MC68000 製品を同時にリリースしました。彼は当時最も強力な人物の一人でした。それを使用するには、特別なマイクロ回路が必要でした。しかし、消費者の間では依然として大きな需要がありました。ユーザーにそれを使用する膨大な機会を提供しました。

同時に、Zilog は新しい開発内容をユーザーに提示しました。彼女は Z8000 プロセッサを作成しました。この新製品は依然として多くの論争を引き起こしています。技術的パラメータの点では許容範囲内であり、コストも低かったです。しかし、自分のコンピューティングデバイスでそれを使用したいと考えているユーザーは多くありませんでした。

インテルの新世代プロセッサー

1993 年初頭に、Intel は P5 プロセッサを発表しました。現在では Pentium として知られています。同社は、製品の作成に以前使用していた技術を改善することに成功しました。現在、彼らの新製品は 2 つのタスクを同時に処理できる機能を備えています。バスの定員はほぼ2倍になりました。しかし、このプロセッサには特別なマザーボードが必要であったため、ユーザーはこのプロセッサを完全に使用することができませんでした。しかし、Pentium プロセッサの次期モデルがリリースされると、状況は完全に変わりました。

Intelというメーカーのチップが消費者の間で非常に人気があるのは、ハイテクのおかげです。彼らは長い間世界の第一位を占めていました。

低コストのインテル開発

手頃な価格のプロセッサの分野で AMD と完全に競争するために、Intel の開発者は製品のコストを削減しないことを決定しましたが、それほど強力ではないプロセッサを作成し始めました。これはすぐに Celeron として知られるようになりました。 1998 年に、第 2 世代 Pentium プロセッサコアで動作する、Celeron プロセッサの最初の低電力モデルが登場しました。彼女の生産性はそれほど高くありませんでした。しかし、彼女は技術革新に取り組む能力が非常に高かった。

最初の記事のトピック、つまり 20 世紀末から 21 世紀初頭までのプロセッサの進化の歴史の続きです。

80 年代のプロセッサの多くは CISC (複雑な命令セットコンピューティング) アーキテクチャを使用していました。チップは非常に複雑で高価であり、また十分な能力もありませんでした。生産を最新化し、トランジスタの数を増やす必要がありました。

RISCアーキテクチャ

1980 年に、アメリカ人エンジニアの David Patterson と Carlo Squin が主導して、Berkeley RISC プロジェクトが開始されました。 RISC (制限付き命令セットコンピューター) は、命令を簡素化することでパフォーマンスが向上したプロセッサアーキテクチャです。

バークレー RISC プロジェクトディレクター - David Patterson と Carlo Squin

数年間にわたる実りある作業の後、命令セットを削減したプロセッサのサンプルがいくつか市場に登場しました。 RISC プラットフォームの各命令は単純で、1 クロックサイクルで実行されました。さらに多くの汎用レジスターも存在しました。また、簡素化されたコマンドによるパイプライン処理を採用することで、効率的にクロック周波数を高めることが可能になりました。

RISC I は 1982 年に登場し、44,420 個を超えるトランジスタが含まれていました。命令は 32 個しかなく、4 MHz で動作しました。次の RISC II は 40,760 個のトランジスタを備え、39 個の命令を使用し、より高速でした。

RISC IIプロセッサ

MIPS プロセッサ: R2000、R3000、R4000、および R4400

MIPS (インターロックパイプラインステージのないマイクロプロセッサ) プロセッサアーキテクチャは、クリスタル内に補助ブロックを存在させるために提供されました。 MIPSは拡張コンベアを使用しました。

1984 年、アメリカの科学者ジョンヘネシー率いる研究者グループがマイクロ電子デバイスを設計する会社を設立しました。 MIPS は、スマートホームデバイス、ネットワーキング、モバイルアプリケーション向けのマイクロプロセッサアーキテクチャと IP コアのライセンスを取得しています。 1985 年に同社の最初の製品である 32 ビット R2000 がリリースされ、1988 年に R3000 にさらに開発されました。更新されたモデルでは、マルチプロセッシング、命令、およびデータキャッシュがサポートされました。このプロセッサは、さまざまな企業の SG シリーズワークステーションに採用されています。 R3000 は、Sony PlayStation ゲームコンソールの基礎にもなりました。

プロセッサー R3000

1991年には新世代のR4000シリーズが発売されました。このプロセッサは 64 ビットアーキテクチャ、内蔵コプロセッサを備え、100 MHz のクロック周波数で動作しました。内部キャッシュは 16 KB (命令キャッシュ 8 KB、データキャッシュ 8 KB) でした。

1 年後、プロセッサの修正バージョンである R4400 がリリースされました。このモデルでは、キャッシュが 32 KB (16 KB のキャッシュ命令と 16 KB のキャッシュデータ) に増加しました。プロセッサは 100 MHz ～ 250 MHz の周波数で動作できます。

MIPS プロセッサ: R8000 および R10000

1994 年に、MIPS アーキテクチャのスーパースカラー実装を備えた最初のプロセッサである R8000 が登場しました。データキャッシュ容量は16KBでした。この CPU は、高速動作と高いデータアクセススループット (最大 1.2 Gb/s) を備えていました。周波数は75MHz～90MHzに達しました。整数命令用のデバイス、浮動小数点命令用のデバイス、3 つの二次 RAM キャッシュ記述子、および ASIC キャッシュコントローラーの 6 つの回路が使用されました。

プロセッサー R8000

1996 年に、改良版 R10000 がリリースされました。プロセッサには 32 KB の一次データおよび命令キャッシュが含まれていました。 CPU は 150 MHz ～ 250 MHz の周波数で動作しました。

90 年代後半、MIPS は 32 ビットおよび 64 ビットの MIPS32 および MIPS64 アーキテクチャのライセンスの販売を開始しました。

SPARCプロセッサ

プロセッサのランクは、スケーラブルな SPARC (Scalable Processor ARChitecture) アーキテクチャを開発した Sun Microsystems の製品によって補完されました。同名の最初のプロセッサは 80 年代後半にリリースされ、SPARC V7 と呼ばれていました。その周波数は14.28MHz～40MHzに達しました。

1992 年に、SPARC V8 と呼ばれる次の 32 ビットバージョンが登場し、それに基づいて microSPARC プロセッサが作成されました。クロック周波数は40MHz～50MHzでした。

Texas Instruments、富士通、フィリップスなどが、Sun Microsystems と協力して次世代の SPARC V9 アーキテクチャを作成しました。プラットフォームは 64 ビットまで拡張され、9 ステージのパイプラインを備えたスーパースカラーでした。 SPARC V9 は、命令とデータ (それぞれの容量が 16 KB) に分割された 1 次キャッシュと、512 KB ～ 1024 KB の容量を持つ 2 次キャッシュを使用するために提供されました。

UltraSPARC III プロセッサ

強力なARMプロセッサ

1995 年に、ARM V4 命令セットを実装した StrongARM マイクロプロセッサファミリを開発するプロジェクトが開始されました。これらの CPU は、メモリ管理ユニットを含み、16 KB の命令およびデータキャッシュをサポートする 5 段階のパイプラインを備えた古典的なスカラーアーキテクチャでした。

ストロングアーム SA-110

そしてすでに 1996 年に、StrongARM をベースにした最初のプロセッサである SA-110 がリリースされました。 100 MHz、160 MHz、または 200 MHz のクロック速度で動作しました。

SA-1100、SA-1110、SA-1500モデルも市場に参入しました。

Apple MessagePad 2000 の SA-110 プロセッサ

POWER、POWER2、PowerPC プロセッサー

1985 年、IBM はアメリカプロジェクトの一環として次世代 RISC アーキテクチャの開発を開始しました。 POWER (Performance Optimization With Enhanced RISC) プロセッサとその命令セットの開発には 5 年間かかりました。生産性は非常に高かったですが、11 個の異なるチップで構成されていました。そのため、1992 年に、1 つのチップに収まる別のバージョンのプロセッサがリリースされました。

チップセットの電源

1991 年、PowerPC アーキテクチャ (略称 PPC) は、IBM、Apple、Motorola の提携による共同の取り組みによって開発されました。これは POWER プラットフォームの基本的な機能セットで構成され、2 つのモードでの動作もサポートし、64 ビットバージョンの 32 ビット動作モードとの下位互換性がありました。主な用途はパソコンでした。

Macintosh では PowerPC 601 プロセッサが使用されていました。

プロセッサ PowerPC

1993 年に、拡張命令セットを備えた POWER2 が導入されました。プロセッサのクロック速度は 55 MHz から 71.5 MHz まで変化し、データおよび命令キャッシュは 128 ～ 256 KB および 32 KB でした。プロセッサチップ (8 個ありました) には 2,300 万個のトランジスタが含まれており、0.72 ミクロンの CMOS テクノロジを使用して製造されました。

1998 年に、IBM は PowerPC 標準と完全な互換性を持つ 64 ビット POWER3 プロセッサーの 3 番目のシリーズをリリースしました。

2001 年から 2010 年にかけて、POWER4 モデル (最大 8 個のコマンドを並列実行)、デュアルコアの POWER5 および POWER6、および 4 ～ 8 コアの POWER7 モデルがリリースされました。

Alpha 21064A プロセッサ

1992 年、Digital Equipment Corporation (DEC) は Alpha 21064 (EV4) プロセッサをリリースしました。これは、パイプラインアーキテクチャと 100 MHz ～ 200 MHz のクロック速度を備えた 64 ビットスーパースカラダイでした。外部 128 ビットプロセッサバスを備えた 0.75 ミクロンプロセステクノロジを使用して製造されています。 16 KB のキャッシュメモリ (8 KB のデータと 8 KB の命令) がありました。

シリーズの次のモデルは 21164 (EV5) プロセッサで、1995 年にリリースされました。これには 2 つの整数ブロックがあり、すでに 3 レベルのキャッシュメモリ (プロセッサ内に 2 つ、外部に 3 つ目) がありました。 L1 キャッシュは、それぞれ 8 KB のデータキャッシュと命令キャッシュに分割されました。 2次キャッシュの容量は96KBでした。プロセッサのクロック速度は 266 MHz から 500 MHz まで変化しました。

12 月アルファ AXP 21064

1996 年に、15.2 μm プロセス技術を使用して製造された 1,520 万個のトランジスタを備えた Alpha 21264 (EV6) プロセッサがリリースされました。クロック速度は 450 MHz ～ 600 MHz の範囲でした。整数ブロックとロード/ストアブロックは 1 つの Ebox モジュールに結合され、浮動小数点ブロックは 1 つの Fbox モジュールに結合されました。第 1 レベルのキャッシュは、命令用とデータ用のメモリへの分割を保持しました。各パートの容量は 64 KB でした。 2 次キャッシュのサイズは 2 MB から 8 MB でした。

1999 年に DEC は Compaq に買収されました。その結果、Alpha を使用した製品の生産の大部分は API NetWorks, Inc. に移管されました。

インテル P5 および P54C プロセッサー

Vinod Dham の設計に基づいて、P5 というコード名で呼ばれる第 5 世代プロセッサが開発されました。 1993 年に、CPU は Pentium という名前で生産され始めました。

P5 コアをベースにしたプロセッサは、バイポーラ BiCMOS テクノロジを使用した 800 ナノメートルのプロセステクノロジを使用して製造されました。それらには310万個のトランジスタが含まれていました。 Pentium は 64 ビットデータバス、スーパースカラアーキテクチャを備えていました。プログラムコードとデータは個別にキャッシュされていました。 16 KB L1 キャッシュが 2 つのセグメント (データ用に 8 KB、命令用に 8 KB) に分割されて使用されました。最初のモデルの周波数は 60 MHz ～ 66 MHz でした。

インテル Pentium プロセッサー

同年、インテルは P54C プロセッサーを発売しました。新しいプロセッサの生産は、0.6 ミクロンのプロセス技術に移行されました。プロセッサの速度は 75 MHz で、1994 年以降は 90 MHz と 100 MHz になりました。 1 年後、P54C (P54CS) アーキテクチャは 350 nm プロセステクノロジに移行され、クロック周波数は 200 MHz に増加しました。

1997 年に、P5 は最後のアップデートである P55C (Pentium MMX) を受け取りました。 MMX (MultiMedia eXtension) コマンドセットのサポートが追加されました。このプロセッサは 450 万個のトランジスタで構成され、高度な 280 ナノメートル CMOS テクノロジーを使用して製造されました。 L1 キャッシュは 32 KB (データ用に 16 KB、命令用に 16 KB) に増加しました。プロセッサ周波数は 233 MHz に達しました。

AMD K5 および K6 プロセッサー

1995 年、AMD は K5 プロセッサをリリースしました。このアーキテクチャは RISC コアでしたが、複雑な CISC 命令で動作しました。これらのプロセッサは、430 万個のトランジスタを備えた 350 または 500 ナノメートルのプロセス技術を使用して製造されました。すべての K5 には 5 つの整数ブロックと 1 つの浮動小数点ブロックがありました。命令キャッシュのサイズは 16 KB、データキャッシュは 8 KB でした。プロセッサのクロック速度は 75 MHz から 133 MHz まで変化しました。

AMD K5プロセッサ

SSA/5 と 5k86 の 2 つのプロセッサバリアントが、K5 ブランドで製造されました。最初のものは 75 MHz ～ 100 MHz の周波数で動作しました。 5k86 プロセッサは 90 MHz ～ 133 MHz の周波数で動作しました。

1997 年に同社は K6 プロセッサを導入しましたが、そのアーキテクチャは K5 とは大きく異なりました。このプロセッサは 350 ナノメートルのプロセス技術を使用して製造され、880 万個のトランジスタを備え、命令実行の並べ替え、MMX 命令セット、および浮動小数点ユニットをサポートしました。結晶面積は 162 mm² でした。一次キャッシュの容量は 64 KB (データ 32 KB、命令 32 KB) でした。プロセッサは 166 MHz、200 MHz、233 MHz の周波数で動作しました。システムバス周波数は 66 MHz でした。

1998 年、AMD は、250 ナノメートルのプロセス技術を使用して製造された 930 万個のトランジスタを備えた、改良された K6-2 アーキテクチャを備えたチップをリリースしました。最大チップ周波数は 550 MHz でした。

AMD K6プロセッサ

1999 年に、第 3 世代の K6-III アーキテクチャがリリースされました。このクリスタルは、K6-2 のすべての機能を保持していますが、同時に 256 KB の容量を持つ内蔵 2 次キャッシュを追加しました。一次キャッシュの容量は64KBでした。

AMD K7プロセッサ

同じ 1999 年に、K6 プロセッサが K6 に置き換わりました。これらは、2,200 万個のトランジスタを備えた 250 nm テクノロジーを使用して製造されました。 CPU には新しい整数ユニット (ALU) が搭載されました。 EV6 システムバスはクロック信号の両エッジでデータ送信を行うため、物理周波数 100 MHz で実効周波数 200 MHz を得ることができました。 L1 キャッシュサイズは 128 KB (命令 64 KB、データ 64 KB) でした。 2 次キャッシュは 512 KB に達しました。

AMD K7プロセッサ

しばらくして、オリオンコアに基づく結晶が現れました。これらは 180 nm プロセス技術を使用して製造されました。

Thunderbird カーネルのリリースにより、プロセッサにいくつかの珍しい変更が導入されました。レベル 2 キャッシュはプロセッサコアに直接移動され、同じ周波数で動作しました。キャッシュの実効容量は 384 KB (128 KB の 1 次キャッシュと 256 KB の 2 次キャッシュ) でした。システムバスのクロック周波数が増加し、133 MHz の周波数で動作するようになりました。

インテル P6 プロセッサー

P6 アーキテクチャは 1995 年に P5 に置き換わりました。プロセッサはスーパースカラであり、演算順序の変更をサポートしていました。プロセッサーはデュアル独立バスを使用しており、これによりメモリー帯域幅が大幅に増加しました。

また 1995 年には、次世代の Pentium Pro プロセッサが導入されました。クリスタルは 150 MHz ～ 200 MHz の周波数で動作し、16 KB の 1 次キャッシュと最大 1 MB の 2 次キャッシュを備えていました。

インテル Pentium Pro プロセッサー

1999 年に、最初の Pentium III プロセッサが導入されました。これらは、Deschutes の修正バージョンである Katmai と呼ばれる新世代の P6 コアに基づいていました。 SSE 命令のサポートがカーネルに追加され、メモリ処理メカニズムも改善されました。 Katmai プロセッサのクロック速度は 600 MHz に達しました。

2000 年に、Willamette コアを搭載した最初の Pentium 4 プロセッサがリリースされました。有効なシステムバス周波数は 400 MHz (物理周波数 - 100 MHz) でした。第 1 レベルのデータキャッシュの容量は 8 KB に達し、第 2 レベルのキャッシュは 256 KB に達しました。

この路線の次の中核は Northwood (2002) でした。このプロセッサには 5,500 万個のトランジスタが含まれており、銅接続を備えた新しい 130 nm CMOS テクノロジーを使用して製造されました。システムバス周波数は 400 MHz、533 MHz、または 800 MHz でした。

インテルペンティアム 4

2004 年に、プロセッサの生産は再び、より薄い技術標準である 90 nm に移行されました。 PrescottコアをベースにしたPentium 4がリリースされた。第 1 レベルのデータキャッシュは 16 KB に増加し、第 2 レベルのキャッシュは 1 MB に達しました。クロック周波数は2.4GHz～3.8GHz、システムバス周波数は533MHzまたは800MHzでした。

Pentium 4 プロセッサで使用された最後のコアは、シングルコアの Cedar Mill でした。新しい技術プロセス - 65 nm を使用して製造されています。 631(3GHz)、641(3.2GHz)、651(3.4GHz)、661(3.6GHz)の4モデルがありました。

Athlon 64 および Athlon 64 X2 プロセッサ

2003 年末、AMD は 130 ナノメートルのプロセステクノロジに基づいて構築された新しい 64 ビット K8 アーキテクチャをリリースしました。このプロセッサにはメモリコントローラと HyperTransport バスが内蔵されていました。 200MHzの周波数で動作しました。 AMD の新製品は Athlon 64 と呼ばれていました。プロセッサは、MMX、3DNow!、SSE、SSE2、SSE3 などの多くの命令セットをサポートしていました。

Athlon 64プロセッサ

2005 年に、Athlon 64 X2 と呼ばれる AMD プロセッサが市場に参入しました。これらは、デスクトップコンピューター用の最初のデュアルコアプロセッサーでした。このモデルは、1 つのチップ上に作成された 2 つのコアに基づいていました。これらには、共通のメモリコントローラー、HyperTransport バス、コマンドキューがありました。

Athlon 64 X2 プロセッサ

2005 年から 2006 年にかけて、AMD は 4 世代のデュアルコアチップをリリースしました。3 つの 90 nm マンチェスター、トレド、ウィンザーコアと 1 つの 65 nm ブリスベンコアです。プロセッサーは、2 次キャッシュのサイズと消費電力が異なります。

インテルコアプロセッサー

Pentium M プロセッサは、NetBurst マイクロアーキテクチャに基づいたデスクトッププロセッサよりも優れたパフォーマンスを提供しました。したがって、彼らのアーキテクチャソリューションは、2006 年にリリースされた Core マイクロアーキテクチャの基礎となりました。最初のデスクトップクアッドコアプロセッサは、クロック周波数 2.67 GHz と 8 MB の L2 キャッシュを備えた Intel Core 2 Extreme QX6700 でした。

Intel の第 1 世代モバイルプロセッサのコード名は Yonah でした。これらは、Banias/Dothan Pentium M アーキテクチャに基づく 65nm プロセスを使用して製造され、LaGrande セキュリティテクノロジが追加されました。プロセッサはクロックサイクルごとに最大 4 つの命令を処理できます。 Core では、128 ビット SSE、SSE2、および SSE3 命令を処理するアルゴリズムが再設計されました。以前は各コマンドが 2 クロックサイクルで処理されていましたが、現在は操作に必要な操作は 1 クロックサイクルだけです。

インテルコア 2 エクストリーム QX6700

2007 年に、鉛フリー Hi-k メタルゲートを使用した 45nm Penryn マイクロアーキテクチャがリリースされました。このテクノロジーは、Intel Core 2 Duo プロセッサファミリで使用されていました。 SSE4 命令のサポートがアーキテクチャに追加され、デュアルコアプロセッサのレベル 2 キャッシュの最大量が 4 MB から 6 MB に増加しました。

AMD Phenom II X6 プロセッサ

2008 年に、次世代アーキテクチャ Nehalem がリリースされました。プロセッサには、2 つまたは 3 つの DDR3 SDRAM チャネルまたは 4 つの FB-DIMM チャネルをサポートするメモリコントローラが内蔵されています。 FSB バスは新しい QPI バスに置き換えられました。レベル 2 キャッシュはコアあたり 256 KB に削減されました。

インテルコアi7

Intel はすぐに Nehalem アーキテクチャを新しい 32nm プロセステクノロジに移行しました。このプロセッサのラインは Westmere と呼ばれます。
新しいマイクロアーキテクチャの最初のモデルは Clarkdale で、2 つのコアと 45 nm プロセステクノロジを使用して製造された統合グラフィックスコアを備えています。

AMD K10プロセッサ

AMDはIntelに追いつこうとしました。 2007 年に、x86 マイクロプロセッサアーキテクチャの世代である K10 をリリースしました。 4つのプロセッサコアを1つのチップ上に組み合わせました。 L1 および L2 キャッシュに加えて、K10 モデルは最終的に 2 MB L3 を受け取りました。レベル 1 データキャッシュと命令キャッシュはそれぞれ 64 KB、レベル 2 キャッシュは 512 KB でした。このコントローラーは、DDR3 メモリのサポートも期待できます。 K10 は 2 つの 64 ビットコントローラーを使用しました。各プロセッサコアには 128 ビット浮動小数点ユニットがありました。それに加えて、新しいプロセッサは HyperTransport 3.0 インターフェイスを通じて動作しました。

2007 年に、据え置き型パーソナルコンピュータでの使用を目的とした、AMD のマルチコア Phenom 中央プロセッサが K10 アーキテクチャでリリースされました。 K10 ベースのソリューションは、65 nm および 45 nm プロセス技術を使用して生成されました。新しいバージョンのアーキテクチャ (K10.5) では、メモリコントローラーは DDR2 および DDR3 メモリで動作しました。

AMDフェノムプロセッサ

2011 年に、新しいブルドーザーアーキテクチャがリリースされました。各モジュールには、独自の整数計算ユニットとレベル 1 キャッシュを備えた 2 つのコアが含まれていました。 8 MB レベル 3 キャッシュ、HyperTransport 3.1 バス、第 2 世代 Turbo Core コア周波数増加テクノロジ、AVX、SSE 4.1、SSE 4.2、AES 命令セットをサポートしました。 Bulldozer プロセッサには、実効周波数 1866 MHz のデュアルチャネル DDR3 メモリコントローラも装備されていました。