AMD یکی از قدیمی‌ترین طراحان پردازنده است و در تاریخچه 50 ساله خود، همواره یک پای ثابت بحث علاقه‌مندان فناوری بوده است. داستان هیجان‌انگیزِ این شرکت پر است از موفقیت‌های قهرمانانه، خطاهای احمقانه و موقعیت‌هایی که تنها یک قدم با خاک یکسان‌ شدن، فاصله داشته است. در حالی که در این زمان، بسیاری از شرکت‌های نیمه‌هادی دیگر آمده و رفته‌اند، AMD با طوفان‌‌های متعددی روبرو شده و در نبردهای زیادی در دادگاه‌ها و فروشگاه‌ها جنگیده است.

در این مقاله نگاهی خواهیم انداخت به گذشته این شرکت، موقعیت‌های پیچیده آن را تا به امروز بازبینی خواهیم کرد و خواهیم دید چه در انتظار این کهنه‌ِ‌سربازِ تراشه‌سازِ آمریکایی است. با ترنجی در قسمت اول تاریخچه AMD همراه باشید.

قسمت دوم تاریخچه AMD، از این لینک و قسمت سوم (و پایانی) از این لینک قابل دسترسی است

اِپیزودِ نخست: طلوع و موفقیت

برای شروعِ داستان ابتدا باید به سال‌ها قبل برگردیم و نگاهی به آمریکا در اواخرِ دهه ۵۰ بیندازیم؛ پس از گذر از سال‌های سخت جنگ جهانی دوم، اینجا زمان و مکانی بود که می‌توانستید پیشگام فناوری و نوآوری‌های تازه باشید.

شرکت‌هایی به‌ مانند “آزمایشگاه‌های بِل“، “تگزاس اینسترومِنتس” و “فِرچایلد” بهترینِ متخصصان را استخدام کرده بودند و در این زمان بود که بسیاری از نخستین‌های صنعت نیمه‌هادی به‌ وجود آمدند. ترانزیستورهای دو قطبی، مدار مجتمع (IC) و ماسفت از ابداعات این دوره بودند.

مهندسان شرکت فرچایلد، گوردون مور در سمت چپ و رابرت نویس در وسط، ۱۹۶۰

این مهندسان زبده و جوان قصد تحقیق و توسعه محصولات بلندپروازانه‌ای را داشتند اما با وجود مدیران ارشدِ محتاط و محافظه‌کار در فرچایلد، انگیزه‌ای در آنان ایجاد شد تا شرکت را به‌ تنهایی ترک کنند.

و در نهایت در سال ۱۹۶۸، دو تن از کارمندان سابق فرچایلد به نام‌های رابرت نویس (Robert Noyce) و گوردون مور (Gordon Moore)، این شرکت را ترک و مسیر خودشان را ساختند. شرکت N M الکترونیکس در تابستان آن سال افتتاح شد و تنها چند هفته بعد نام خود را به Integrated Electronics یا به اختصار اینتل تغییر داد.

بقیه مهندسان شرکت نیز راهِ این دو را در پیش گرفتند و در کمتر از یک سالِ بعد، ۸ مهندس دیگر هم شرکت را ترک کردند تا کسب و کارِ طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی خود را تاسیس کنند که آن را Advanced Micro Devices یا به اختصار AMD نام نهادند. این گروه توسط جِری سَندِرز (Jerry Sanders)، مدیر سابق بازاریابی فرچایلد، رهبری می‌شد و کار خود را به جای رقابت مستقیم با غول‌هایی مانند اینتل، موتورولا و IBM که سرمایه‌های عظیمی را در جهت تحقیق و توسعه مدارهای مجتمع در اختیار داشتند، با طراحی مجدد قطعاتی از فرچایلد و نَشنال سِمی‌کانداکتر (National Semiconductor) آغاز کرد.

با تغییر سریع مقر اصلی AMD از سانتا کلارا به سیلیکون‌ولی، AMD نخستین محصولات خود را تنها در چند ماه با مزیت‌هایی همچون افزایش بازدهی، سرعت و تحمل استرس عرضه کرد. این ریزتراشه‌ها طراحی شده بودند تا با استانداردهای کیفیت نظامی آمریکا سازگار باشند که همین مورد در صنعت نسبتاً جوان رایانه آن زمان که قابلیت اطمینان و ثبات تولید بین قطعه‌های تولید شده تا حد زیادی تفاوت داشت، مزیت رقابتی محسوب می‌گردید.

سرقت علمی واضح از طراحی‌های اینتل

نخستین ریزپردازنده بازطراحی‌شده AMD با نام Am9080

زمانی که اینتل در سال ۱۹۷۴ نخستین ریزپردازندهِ ۸ بیتی خود را با نام 8008 عرضه کرد، AMD کمپانی بود که بیش از ۲۰۰ محصول در کارنامه خود داشت. از این تعداد، طراحیِ حدود یک چهارم آن‌ها متعلق به خود شرکت بود که شامل تراشه‌های RAM، شمارنده‌های منطقی و شیفت‌دهنده بیت می‌شد. آن‌ها در آن سال محصولات جدیدی نیز معرفی کردند که شامل مدارهای مجتمع خانواده Am2900 با طراحی اختصاصی و ریزپردازنده‌ ۸ بیتی Am9080 با فرکانس ۲ مگاهرتز که از روی جانشین اینتل 8008 با نام 8080، مهندسی معکوس شده بود، می‌شد.

سرقت علمی واضح از طراحی اینتل شاید با استانداردهای امروز کاری عجیب باشد اما این یکی از روش‌هایی بود که در روزهای اولیه پیدایش ریزتراشه‌ها برای رسیدنِ به برابری، انجام می‌شد.

خانواده Am2900 شامل قطعاتی جداگانه بودند که در حال حاضر، به طور کامل در پردازنده‌ها و کارت‌های گرافیک یکپارچه‌سازی شده‌اند اما تا ۳۵ سال پیش واحدهای محاسبه و منطق و کنترلر حافظه، هر کدام تراشه‌های جداگانه‌ای بودند. سرقت علمی واضح از طراحی اینتل شاید با استانداردهای امروز کاری عجیب باشد اما این یکی از روش‌هایی بود که در روزهای اولیه پیدایش ریزتراشه‌ها برای رسیدن به برابری انجام می‌شد؛ در نهایت پردازنده کلون‌شده AMD از روی اینتل 8080 پس از امضای توافق‌نامه استفاده متقابل از پتنت‌های یکدیگر در سال ۱۹۷۶ به 8080A تغییر نام داد.

این تواق‌نامه به AMD و اینتل اجازه داد تا بازار را با سیلی از تراشه‌های پرسود خود در دست بگیرند و مبلغی بالغ بر ۳۵۰ دلار یا حتی دو برابر آن به ازای هر تراشه‌‌ای که در خریدهای نظامی انجام می‌شد، سود کنند. در سال ۱۹۷۷ پردازنده ۳ مگاهرتزی 8085 تولید و خیلی زود پردازنده ۸ مگاهرتزی 8086 نیز عرضه شد. بهبود طراحی و ساخت، به عرضه پردازنده 8088 با فرکانس بین ۵ تا ۱۰ مگاهرتز در سال ۱۹۷۹ منجر شد و در همان سال، AMD نیز مرکز تولید تراشه خود را در آستینِ تگزاس افتتاح کرد.

زمانی که IBM تصمیم گرفت تا در سال ۱۹۸۲ در کنار تولید و عرضه رایانه‌های بزرگ، به عرضه به‌اصطلاح رایانه‌های شخصی (PC) نیز روی بیاورد، مقرر شد تا به جای طراحی اختصاصی قطعات، از قطعات موجود توسط دیگر تامین‌کننده‌ها استفاده شود. اینتل 8086 که به عنوان اولین پردازنده x86 نیز شناخته می‌شود، به عنوان پردازنده این رایانه انتخاب شد و AMD نیز به عنوان منبع ثانویه برای تضمین موجودی ثابت پردازنده رایانه‌های IBM PC/AT انتخاب گشت.

تلاش AMD برای بهبود محصولاتش نسبت به تولیدات اینتل

شروع رسمی عصرِ رایانه‌های شخصی با IBM 5150 در ۱۹۸۱

با امضای یک قرارداد بین اینتل و AMD در فوریه همان سال، AMD مجوز تولید پردازنده‌های اینتل 8086، 8088، 80186 و 80188 را برای عرضه به IBM و کلون‌های آن مانند Compaq که با سرعت بسیار زیادی در حال افزایش بودند، کسب کرد. در عین حال AMD شروع به تولید پردازنده ۱۶ بیتی اینتل 80286 با نام Am286 در انتهای ۱۹۸۲ نیز کرد.

هر چه را که اینتل طراحی می‌کرد، AMD تلاش می‌کرد تا بهبودهایی را بر روی آن انجام دهد و بهترش کند.

می‌توان گفت که 80286 نخستین پردازنده‌ای بود که به‌طور وسیع توسط رایانه های شخصی استفاده می‌شد و در حالی که نمونه‌های تولید شده توسط اینتل با فرکانس حدود ۶ تا ۱۰ مگاهرتز عرضه می‌شدند، نمونه‌های تولید شده توسط AMD با فرکانس ۸ مگاهرتز تا حتی ۲۰ مگاهرتز، عرضه می‌شدند. این اختلاف جرقه‌ رقابت را زد و هریک از دو قطبِ سیلیکون‌ولی تلاش می‌کرد تا سهم بیشتری را از بازار پردازنده نصیب خود کند. هر چه را که اینتل طراحی می‌کرد، AMD تلاش می‌کرد تا بهبودهایی را بر روی آن انجام دهد و بهترش کند.

در آن زمان بازار رایانه‌های شخصی رشد بسیاری را تجربه می‌کرد و این نکته که AMD با Am286، پردازنده‌ای با فرکانس بسیار بیشتری نسبت به نمونه 80286 عرضه می‌کرد، باعث شد تا اینتل به فکر توقف AMD بیفتد؛ در نهایت اینتل این کار را با عدم عرضه لایسنس نسل بعد پردازنده‌های خود یعنی 386 انجام داد.

AMD تحت تعقیب قانونی قرار گرفت و اعلام حکم دادگاه تا ۴ سال و نیم به طول انجامید، نتیجه این بود که اینتل دیگر ملزم به ارائه لاینسس تمام محصولات جدید به AMD نبود. در عین حال این عمل باعث شد که تراشه‌ساز بزرگتر، شکافی را در میان حسن نیت بین این دو شرکت ایجاد کند.

نتیجه دادگاه در زمان حساسی اعلام شده بود، درست در زمانی که سهم رایانه‌های شخصی IBM در بازار از ۵۵ درصد به بیش از ۸۴ درصد رسیده بود و در این میان AMD به مشخصات پردازنده جدید اینتل یعنی 80386 دسترسی نداشت و باعث شد با صرف بیش از ۵ سال زمان آن را مهندسی معکوس و در نهایت Am386 را معرفی کند. زمانی که این کار انجام شد، یکبار دیگر مشخص شد که پردازنده‌های AMD صرفا یک نمونه سازگار نیستند. اینتل پردازنده 386 را با فرکانس ۱۲ مگاهرتز در سال ۱۹۸۵ معرفی کرده بود و بعدتر موفق شد تا نمونه‌هایی با فرکانس ۳۳ مگاهرتز نیز عرضه کند و این در حالی بود که بهترین نمونه تولید شده توسط AMD با نام Am386DX در سال ۱۹۸۹ با فرکانس بالاتر ۴۰ مگاهرتز عرضه شد.

پردازنده Am486DX با فرکانس ۴۰ مگاهرتز

موفقیت Am386 با عرضه پردازنده بسیار رقابتی Am486 با فرکانس ۴۰ مگاهرتز دنبال شد، در مقابلِ نمونه i486 با فرکانس ۳۳ مگاهرتزِ متعلق به اینتل، این پردازنده تا بیست درصد عملکرد بیشتری را با قیمت یکسان عرضه می‌کرد. این عملکرد بهتر در تمام خانواده 486 مشهود بود به‌طوری که اینتل بهترین نمونه 486DX را با فرکانس ۱۰۰ مگاهرتز عرضه کرد، در صورتی که بهترین نمونه مربوط به AMD با فرکانس ۱۲۰ مگاهرتز عرضه می‌شد. برای درک بهتر موفقیت AMD در این دوره، درآمد شرکت از یک میلیارد دلار در سال ۱۹۹۰ به بیش از ۲ برابر و مقدار ۲ میلیارد دلار در سال ۱۹۹۴، افزایش یافت.

در ۱۹۹۵، AMD جانشین 486 را با نام Am5x86 معرفی کرد که می‌توانست به عنوان یک ارتقای مناسب در رایانه‌های قدیمی‌تر استفاده شود. پردازنده +Am5x86 P75 از فرکانس ۱۵۰ مگاهرتز بهره می‌برد و عبارت P75 اشاره به عملکرد برابر با پردازنده پنتیوم 75 مگاهرتز داشت. عبارت “+” در انتهای نام نیز به عملکرد بهتر نمونه AMD، در محاسبات اعداد صحیح مربوط می‌شد.

تراشه AMD K5

اینتل برای مقابله با AMD و دیگر شرکت‌های تولید کننده پردازنده تصمیم گرفت تا شیوه نامگذاری خود را تغییر دهد. در مقابل Am5x86 از طریق فروش سیستم‌های جدید و همچنین ارتقای رایانه‌های 486، سود بسیاری را عاید amd کرده بود و در همین حال، AMD با گسترش بازار هدف پردازنده‌های Am386 ،Am286 و Am486 تلاش کرد تا آن‌ها را به عنوان راه‌حلی برای سیستم‌های نهفته به فروش برساند.

بالاخره در مارس ۱۹۹۶، AMD نخستین پردازنده تولید شده توسط خود را با نام 5k86 معرفی کرد که بعدتر به K5 تغییر نام داد.

بالاخره در مارس ۱۹۹۶، AMD نخستین پردازنده تولید شده توسط خود را با نام 5k86 معرفی کرد که بعدتر به K5 تغییر نام داد. این تراشه برای رقابت با اینتل پنتیوم و Cyrix 6×86 طراحی شده بود و عملکرد بهتر آن در برابر رقبا برای AMD حیاتی بود. انتظار میرفت عملکرد این تراشه در محسابات اعداد اعشاری بسیار بهتر از نمونه تولید شده توسط Cyrix باشد و در عین حال با پنتیوم 100 مگاهرتزی برابر کند و در عین حال عملکرد آن در محاسبات اعداد صحیح با پنتیوم ۲۰۰ مگاهرتزی یکسان باشد.

تصویری از سطح تراشه AMD K5

در نهایت AMD به دلیل مشکلاتی در روند طراحی و ساخت این پردازنده در این پروژه شکست خورد و نخستین پردازنده تولید شده توسط خودش نتوانست به اهدافی که برای فرکانس و عملکرد از پیش تعیین شده بود، برسد و در کنار این موارد عرضه دیرهنگام آن هم باعث فروش هر چه ضعیف‌تر K5 شد.

در این زمان AMD حدود ۸۵۷ میلیون دلار بر روی سهام شرکت NexGen سرمایه‌گذاری کرد که یک شرکت کوچک طراحی پردازنده به شمار می‌رفت و تراشه‌هایش توسط IBM تولید می‌شد. پردازنده‌های AMD K5 و نمونه در حال توسعه K6 مشکلاتی را در رسیدن به فرکانس‌های بالاتر (۱۵۰ مگاهرتز و به بالا) داشتند و این در حالی بود که پردازنده Nx686 تولید شده توسط NexGen، به فرکانس هسته ۱۸۰ مگاهرتز دست پیدا کرده بود. بعد از خرید NexGen توسط AMD، پردازنده Nx686 به عنوان K6 معرفی شد و روند توسعه تراشه K6 اصلی منحل شد.

از زمان آغاز توسعه معماری K6 که برای رقابت در برابر اینتل پنتیوم، پنتیوم دو و پنتیوم سه آماده شده بود و بعدتر و با آغاز موفقیت‌های این معماری، گسترش AMD سرعت می‌گرفت و این نشانگر افولِ تدریجیِ اینتل بود. معرفی K6 باعث رشد روند موفقیت AMD و افزایش توانایی‌هایش شد که این را مدیونِ یک کارمند سابق اینتل به نام وینود دام (Vinod Dham) است که اینتل را به مقصدِ NexGen در سال ۱۹۹۵ ترک کرده بود و معروف به “پدر پنتیوم” می‌باشد.

هنگامی که K6 در ۱۹۹۷ به بازار عرضه شد، در همان ابتدا به عنوان جایگزین شایسته‌ای برای Pentium MMX معرفی شد و وظیفه خود را با قدرت آغاز کرد و به پایان رساند. نخستین K6 با فرکانس 233 مگاهرتز معرفی شد و در گام‌های بعدی، نسخه “Little Foot” در ژانویه ۱۹۹۸ با فرکانس 300 مگاهرتز، نسخه “Chomper” پردازندهِ K6-2 در می ۱۹۹۸ با فرکانس 350 مگاهرتز و در نهایت “Chomper Extended” در سپتامبر ۱۹۹۸ با فرکانس خیره‌کننده 550 مگاهرتز عرضه شدند.

پردازنده AMD K6-2

AMD K6-2

AMD با معرفی K6-2، مجموعه دستورالعمل‌های !3DNow را نیز معرفی کرد که در بردارنده روش رایانشِ موازیِ SIMD (یک دستور، چند داده) بودند. فناوری مشابه از اینتل SSE نام داشت و مزیت !3DNow نسبت به آن، در دسترسی ساده‌تر به توانایی بخش اعداد اعشاری پردازنده خلاصه می‌شد؛ در عوض برنامه‌نویس‌ها ملزم بودند دستورالعمل‌های لازم را در هر کد جدیدی بگنجانند و کامپایلرها برای استفاده از قابلیت‌هایش بازنویسی شوند.

همانند K6، پردازنده‌های K6-2 نیز صرفه خرید بسیار بیشتری نسبت به رقیب داشتند به‌طوری که در مقایسه با تراشه‌های اینتل پنتیوم، تا ۵۰ درصد قیمت کمتری را دارا بودند.

همانند K6، پردازنده‌های K6-2 نیز صرفه خرید بسیار بیشتری نسبت به رقیب داشتند به‌طوری که در مقایسه با تراشه‌های اینتل پنتیوم، تا ۵۰ درصد قیمت کمتری را دارا بودند. خانواده K6 با بروزرسانی K6-III به پایان رسید که پردازنده بسیار پیچیده‌تری نسبت به نمونه‌های پیشین بود، برای مقایسه تعداد ترانزیستورهای نخستین K6 در حدود ۸.۸ میلیون عدد و برای K6-2 در حدود ۹.۴ میلیون عدد بود، در حالی که K6-III حدود ۲۱.۴ میلیون ترانزیستور را در خود جای داده بود.

AMD با معرفی K6-III، فناوری !PowerNow را همراه با آن معرفی کرد که به صورت پویا، فرکانس هسته را با توجه به فعالیت در حال انجام، افزایش یا کاهش می‌داد. با توجه به حداکثر فرکانس ۵۷۰ مگاهرتزی، تولید K6-III پرهزینه بود و با در نظر گرفتن ورود K7 به بازار که رقیب مناسب‌تری برای پنتیوم ۳ و پردازنده‌های جدیدتر بود، این سری عمر کوتاهی داشت.

!All Hail The King

۱۹۹۹ اوجِ دورانِ طلایی AMD از ابتدای پیدایش آن محسوب می‌شود، ورود پردازنده K7 که با برند Athlon معرفی شد، نشان داد که آن‌ها دیگر صرفا یک گزینه ارزان‌قیمت و مهندسی‌معکوس‌شده نیستند.

نخستین اتلون‌ها (Athlon) با فرکانس ۵۰۰ مگاهرتز معرفی شدند که از اسلاتِ جدیدِ A (EV6) استفاده می‌کردند و فرکانس باس داخلی‌شان به ۲۰۰ مگاهرتز می‌رسید که البته لایسنس استفاده از آن از DEC خریداری شده بود، در آن زمان بهترین پردازنده‌های اینتل از یک باس داخلی، با فرکانس ۱۳۳ مگاهرتز استفاده می‌کردند. ۱۹۹۹ اوجِ دورانِ طلایی AMD از ابتدای پیدایش آن محسوب می‌شود، ورود پردازنده K7 که با برند Athlon معرفی شد، نشان داد که آن‌ها دیگر صرفا یک گزینه ارزان‌قیمت و مهندسی‌معکوس‌شده نیستند. AMD در ژوئن ۲۰۰۰ پردازنده اتلون تاندِربِرد (Athlon Thunderbird) را معرفی کرد که توسط بسیاری به‌خاطر قابلیت اورکلاک‌پذیری آن ستایش شد، این پردازنده از حافظه‌های DDR پشتیبانی می‌کرد و همچنین از یک حافظه نهان سطح ۲ بر روی خود تراشه بهره می‌برد که با حداکثر سرعت فعالیت می‌کرد.

Athlon 64-bit 2GHz

تاندِربِرد و جانشین‌های آن (به ترتیب Barton ،Thoroughbred ،Palomino و Thorton) از ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۵ با پردازنده‌های پنتیوم ۴ رقابت کردند و معمولا قیمت کمتری نسبت به رقیب داشتند و همیشه عملکرد بهتری را ارائه می‌‌دادند. در نهایت اتلون در سپتامبر سال ۲۰۰۳ جای خود را به K8 (با کد ClawHammer) داد که به Athlon 64 معروف است و دلیل این نامگذاری به‌خاطر اضافه کردن دستورالعمل‌های ۶۴ بیتی به مجموعه دستورالعمل‌های x86 است. AMD در آن زمان مجموعه دستورالعمل‌های AMD64 را معرفی کرد که به دلیل سازگاری خود با معماری x86، مهر باطلی بر روی مجموعه دستورالعمل‌های IA-64 که توسط اینتل در حال توسعه بود و با سیستم‌های قدیمی سازگاری مناسبی نداشت، زد. از آن زمان تا به امروز، از این مجموعه دستورالعمل به عنوان استانداردی برای توسعه پردازنده‌های ۶۴ بیتی توسط AMD و اینتل استفاده می‌شود.

زمانی که در قله قرار داشته باشید، تلاش زیادی می‌طلبد تا بتوانید موقعیت خود را حفظ کنید و همانجا بمانید، در غیر اینصورت، فقط یک مسیر وجود دارد.

این دوران از AMD معمولا به عنوان دوران تعیین‌کننده مسیر آینده آن شناخته می‌شود؛ در حالی که AMD رو به جلو حرکت می‌کرد، سیاست MHz-at-any-cost که اینتل در آن زمان با ریزمعماریِ نِت‌بِرست (Netburst) دنبال می‌کرد، به عنوان یک نمونه کلاسیک از بن‌بست توسعه معماری، شناخته می‌شود.

در آن دوره سود و درآمد عملیاتی هر دو برای یک شرکت نسبتا کوچک مانند AMD عالی محسوب می‌شدند، البته این درآمد در حد و اندازه شرکتی مانند اینتل نبود. AMD در این زمان در حال طی کردن تک تک پله‌های مسیر موفقیت بود. زمانی که در قله قرار داشته باشید، تلاش زیادی می‌طلبد تا بتوانید موقعیت خود را حفظ کنید و همانجا بمانید، در غیر اینصورت، فقط یک مسیر وجود دارد.

پایان قسمت اول از سوم، دیدگاه شما چیست؟