AMDの台頭、転落、再生

AMDは最も古い主流のマイクロプロセッサメーカーの1つであり、50年近くテクノロジーファンの間で論争の的となっています。会社の物語は、英雄的な成功、絶望的な間違い、そしてほぼ破滅に満ちた、魅力的な物語に変わりました。他の半導体企業が消滅した一方で、AMDは多くの嵐を乗り越え、役員室、裁判所、および店頭で多くの戦いを繰り広げてきました。



この記事では、会社の過去について話し、現状への曲がりくねった道を研究し、このシリコンバレーのベテランの次に何が起こるかを予測します。

名声と幸運のためのハイキング

話を始めるには、1950年代後半に時間をさかのぼってアメリカに旅行する必要があります。第二次世界大戦の困難な年の後に繁栄した国は、高度な技術革新の場所となっています。



ベルラボラトリーズ、テキサスインスツルメンツ、フェアチャイルドセミコンダクターなどの企業は、最高のエンジニアを採用し、バイポーラトランジスタ、集積回路、MOSFET（MOSFET）の分野で最初の製品を1つずつ製造しました。





フェアチャイルドエンジニア、1960年頃：左のゴードンムーア、フォアグラウンドセンターロバートノイス



これらの若い専門家は、さらに驚くべき製品を研究および開発したいと考えていましたが、慎重な上級管理職が、世界が恐怖で不安定だった時代を思い出したためです。 、エンジニアたちは自分たちの運を自分で試してみたいと思っていました。



1968年、フェアチャイルドセミコンダクターの2人のエンジニア、ロバートノイスとゴードンムーアが会社を辞め、自分の道を歩みました。その夏はNM改名された電子、来たインテグレーテッドエレクトロニクス短いため、またはIntelのちょうど一週間後、。



他の人々もそれに続き、1年も経たないうちにさらに8人がフェアチャイルドを去り、独自の電子機器開発および製造会社であるAdvanced Micro Devices（当然、それはAMDでした）を組織しました。



このグループは、元フェアチャイルドのマーケティングディレクター、ジェリーサンダースが率いています。彼らはまず、フェアチャイルドとナショナルセミコンダクターの製品を再設計し、インテル、モトローラ、IBM（新しい集積回路の研究開発に多額の費用を費やした）などの企業と直接競争しようとはしませんでした。



わずか数ヶ月で、サンタクララからサニーベールに移ったAMDは、わずか数か月で、効率、ストレス耐性、速度の向上を誇る製品の製造を開始しました。これらのマイクロチップは、米陸軍の品質基準を満たすように設計されており、信頼性と生産の安定性が大きく異なる、まだ若いコンピュータ業界に大きな利点をもたらしました。





最初のAMDプロセッサはAm9080です。画像：ウィキペディア



Intelが1974年に最初の8ビットマイクロプロセッサをリリースしたとき（8008）、AMDはすでに200を超える製品のポートフォリオを持つ公開企業であり、その4分の1はRAMチップ、ロジックカウンター、シフトレジスタ。翌年、多くの新しいモデルが登場しました。リバースエンジニアリングによって入手したIntel 8008の子孫のクローンである、集積回路（IC）Am2900の独自のファミリと2MHz 8ビットAm9080プロセッサです。後者は、CPUとGPUに完全に統合された一連のコンポーネントでしたが、35年前は、算術論理デバイスとメモリコントローラーは別々のチップのままでした。



現代の標準によるIntelのアーキテクチャのあからさまな盗作は、かなり衝撃的なように見えるかもしれませんが、マイクロチップの誕生の時代とかなり一致していました。 AMDとIntelが1976年に相互ライセンス契約に署名したため、クローンプロセッサは後に8080Aに名前が変更されました。それはペニーの価値があると考えることができますが、その価格は325千ドル（現在の価格で165万ドル）に達しました。



この取引により、AMDとIntelは、350ドル強で販売された非常に収益性の高いチップで市場を満たすことができました（「軍事」レベルのモデルの場合、価格は2倍高かった）。 1977年に、8085（3 MHz）プロセッサが登場し、すぐに8086（8 MHz）が続きました。設計と製造の改善により、1979年に8088（5〜10 MHz）が登場しました。同じ年、テキサス州オースティンのAMDで生産が始まりました。



IBMが1982年にメインフレームからいわゆる「パーソナルコンピューター」（PC）への移行を開始したとき、IBMはデバイスを独自に製造するのではなく、デバイスの作成を外部委託することを決定しました。このため、8086と呼ばれるIntelの最初のx86プロセッサが選択されました。;同時に、AMDはIBM PC / AT用のプロセッサーの中断のない供給を保証するための二次サプライヤーになることが規定されていました。





購入者は、ベージュであれば、どの色でも選択できます。 IBM 5150 PC 1981モデル



同じ年の2月にAMDとIntelの間で契約が交わされ、最初にプロセッサ8086、8088、80186、80188を作成する権利が与えられました-IBMだけでなく、多くのIBMクローン（そのうちの1つ）コンパックでした）。 AMDは1982年末に向けて、Am286というラベルの付いた16ビットIntel 80286の製造も開始しました。



後でそれはデスクトップPCの最初の本当に重要なプロセッサーになるでしょう、そしてIntelモデルは通常6から10 MHzの周波数を持っていましたが、AMDは8 MHzで始まり、20 MHzに達しました。これは間違いなく、シリコンバレーの2つの強力な勢力、つまりIntelが開発しているもの、AMDが改善しようとしているCPU市場における優位性をめぐる戦いの始まりを示しています。



この間、若いPC市場は大幅に成長し、AMDが80286よりも大幅に速い速度でAm286を提供していることに気づき、IntelはAMDを止めようとしました。



AMDは訴訟を起こし、次世代の386プロセッサのライセンスを拒否することでこれを達成しましたが、訴訟手続きが完了するまでに4年半かかりました。裁判所はIntelがすべての新製品をAMDに譲渡する義務を負わないと判決を下しましたが、Intelは誠意の推定に違反することが決定されました。



Intelは、IBM PC市場が55％から84％に増加したちょうどその瞬間、重要な時期にライセンスを付与することを拒否しました。 AMDは、新しいプロセッサの仕様にアクセスできないまま、80386のリバースエンジニアリングに5年以上かけて、Am386という名前でリリースしました。プロセッサのリリース後、再びIntelモデルよりも優れていることが証明されました。オリジナルの386は1985年にリリースされ、周波​​数はわずか12 MHzで、その後33 MHzに到達することができました。Am386DXの最も強力なバージョンは1989年に登場し、周波数は40 MHzでした。





Am386の成功に続き、1993年に非常に魅力的な40MHz Am486がリリースされました。これにより、同じ価格で33MHz Intel i486よりも約20％高いパフォーマンスが得られました。状況は486ライン全体で繰り返されました。Intelの486DXのピークは100 MHzでしたが、AMDはより高速な120 MHzの代替案を提供しました。この期間におけるAMDの成功をよりよく説明するために、同社の収益が1990年の10億ドルから1994年の20億以上に倍増したとしましょう。



AMDは1995年にAm5x86プロセッサをリリースしました486の相続人として、それを古いコンピュータのアップグレードとして位置づけました。 Am5x86 P75 +は150 MHzの周波数を誇り、「P75」というマークは、パフォーマンスがIntel Pentium 75に匹敵することを意味しました。「+」記号は、AMDチップが競合他社よりも整数演算が少し速いことを意味しました。



これに対応するため、インテルは自社製品のラベルを変更して、競合他社や他のメーカーから距離を置いています。 Am5x86は、AMDに新規販売と486プロセッサー搭載マシンのアップグレードの両方で大きな収益をもたらしました。



1996年3月に、AMDエンジニアによって完全に開発された最初のプロセッサがリリースされました：5k86後にK5に名前が変更されました。チップはIntel PentiumおよびCyrix 6x86と競合する必要があったため、プロジェクトの正しい実装はAMDにとって重要でした。浮動小数点数を処理するために、Pentium 100コプロセッサーとほぼ同等のパフォーマンスを持つ浮動小数点数を処理する数学的コプロセッサーが得られるはずでした。整数のパフォーマンスはPentium 200に到達するはずでした。





従来の色のK5クリスタルスナップショット。画像：ウィキペディア



最終的に、このプロジェクトは建築および製造の問題に苦しんだため、チャンスは失われました。この結果、プロセッサは必要な周波数とパフォーマンスを達成できませんでした。販売数が少ないため、後で市場に出ました。



そのときまでに、AMDは独自の生産設備を持たない小さなチップ会社であるNexGenに8億7,500万ドルを費やしていました。この会社のプロセッサはIBMによって製造されました。開発中のAMD K5およびK6は、より高いクロック周波数（150 MHz以上）へのスケーリングに問題があり、NexGen Nx686はすでに180 MHzのコア速度を示していました。会社を買収した後、Nx686プロセッサはAMD K6に変わりました、オリジナルのチップを開発するプロジェクトはジャンクヤードに行きました。





K6-2は、SIMDの原則に基づいて構築された一連の命令AMD 3DNow！を導入しました（単一命令、複数データ-単一命令ストリーム、複数データストリーム）。



AMDの成長は、Intel Pentium、Pentium II、およびPentium IIIと競合するK6アーキテクチャの導入から始まったIntelの衰退を反映しています。K6はAMDの成功への意欲を加速させます。このため、1995年にインテルを去ってNexGenに出たインテルの元従業員Vinod Dham（「ペンティアムの父」）の知性と才能に敬意を表する必要があります。



K6が1997年に発売されたとき、それはPentium MMXの実行可能な代替手段でした。K6は勝利から勝利へと進みました-最初のモデルの233 MHzから1998年1月のリトルフットリビジョンの300 MHzに、続いてChomper K6-2の 350 MHzに。（1998年5月）、「Chomper Extended」リビジョン（1998年9月）で驚くべき550 MHz。





K6-2は、SIMDの原理に基づいて構築された一連の命令AMD 3DNow！を導入しました。基本的にはIntel SSEと同じですが、プロセッサの浮動小数点関数へのアクセスが容易になりました。これの欠点は、プログラマーが新しいコードごとに新しいコマンドを埋め込む必要があったことです。さらに、この機能を使用するには、パッチとコンパイラを書き直す必要がありました。



最初のK6と同様に、K6-2プロセッサは競合他社よりもはるかに収益性の高い購入であり、多くの場合Intel Pentiumチップの半分のコストでした。K6-IIIと呼ばれるK6の最新バージョンは、トランジスタの数を2140万（最初のK6-880万、K6-II-940万）に増やした、より洗練されたプロセッサでした。



AMD PowerNow！機能が組み込まれており、負荷に応じて速度が動的に変化します。 K6-IIIは最終的に570 MHzに達しましたが、製造コストが非常に高く、寿命が短かったため、Pentium IIIおよびそれ以降のモデルとの競合により適したK7の導入により短縮されました。





1999年はAMDの黄金時代の頂点でした-AthlonブランドのK7 プロセッサーの登場は、その製品がもはや安価なクローン代替製品ではないことを示しました。



500 MHzから始まるAthlonプロセッサが新しいスロットA（EV6）にインストールされ、DECからライセンスされた新しい内部システムバスを使用しました。これは200 MHzでクロックされ、Intelが使用する133 MHzバスを大幅に上回っています。 2000年6月には、オーバークロック能力で多くの人から称賛されているCPU であるAthlon Thunderbirdが登場しました。 DDR RAMモジュールのサポートが組み込まれており、完全に機能するレベル2キャッシュがチップに搭載されていました。





2ギガヘルツ64ビット処理能力。画像：ウィキペディア



サンダーバードとその相続人（パロミノ、サラブレッド、バートン、ソートン）は、新しいミレニアムの最初の5年間、ペンティアム4と戦った。 2003年9月、AthlonはK8（コードネームClawHammer）のリリースでアップグレードされました。このプロセッサはx86命令セットに64ビット拡張を追加したため、Athlon 64としても知られています。



このエピソードはAMDにとって決定的な瞬間であると多くの人が考えています。メガヘルツをなんとかして達成したいという願望がIntelのNetburstアーキテクチャを開発デッドロックの典型的な例に変えました。



そのような比較的小さな会社にとって、利益と営業利益はどちらも優れていました。AMDの収益レベルはIntelに及ばなかったものの、AMDはその成功を誇りに思っており、さらなる期待を抱いていました。しかし、あなたが最高峰の山の頂上にいるとき、あなたはそこに留まるためにあらゆる努力をしなければなりません、さもなければあなたは片道しかありません。

失われた天国

AMDがその高い地位から落ちる特定の理由はありませんでした。世界的な経済危機、内部管理ミス、財務予測の悪さ、彼ら自身の成功によるめまい、インテルの運と見落とし-それらはすべて何らかの形で役割を果たしました。



しかし、2006年の初めに状況がどのように発展したかを見てみましょう。 CPU市場はAMDおよびIntel製品で飽和状態でしたが、前者は卓越したK8ベースのAthlon 64 FXシリーズなどのプロセッサを備えていました。 FX-60は2.6 GHzデュアルコアプロセッサですが、FX-57は2.8 GHzで動作するシングルコアプロセッサです。当時のレビュー



からわかるように、両方のプロセッサは市場に出ている他のすべての製品を上回っています。それらは非常に高価でした-小売のFX-60は1000ドル以上で販売されましたが、最も強力なIntelプロセッサ-3.46-GHz Pentium Extreme Edition 955-は同じ価格でした。 AMDはワークステーション/サーバー市場でも優位性を持っているようでした-OpteronチップはIntel Xeonプロセッサよりも優れていました。



Intelの問題はNetburstアーキテクチャでした。これは、非常に高いクロック速度で競争力を発揮する必要がある超深度パイプライン構造であり、それによって電力消費と放熱が増加しました。アーキテクチャが限界に達し、必要なレベルを提供できなくなったため、Intelは開発を終了し、Pentium Pro / Pentium Mプロセッサの古いアーキテクチャを使用して、Pentium 4の後継を作成しました。





このプログラムは最初にモバイルプラットフォーム用にYonahを設計し、次に2006年8月にデスクトップ用のConroeのデュアルコアアーキテクチャを設計しました。 Intelは顔を出すのに熱心だったので、Pentiumの名前を低予算モデルにのみ残し、Coreに置き換えました-13年のブランドの支配はすぐに終わりました。



高性能、低消費電力のチップへの移行は、多くの市場の出現と完全に一致し、Intel はほぼ即座にその主力を取り戻し、主流で強力なシステムセクターでのパフォーマンスを一変させました。 2006年末までに、AMDは最大パフォーマンスのピークに追い込まれましたが、その低下の理由は経営陣による悲惨な決定でした。



AMDは、Intel Core 2 Duoのリリースの3日前に、CEOのヘクター・ルイス（サンダースが4年前に引退）によって承認された声明を発表しました。 2006年7月24日、AMDはグラフィックカードメーカーであるATI Technologiesを買収する意向を発表した。取引額は54億ドルに相当します（現金とローンで43億ドル、11億ドルは5800万株の売却から受け取った）。この取引は大きな財務リスクであり、AMDの時価総額の50％に値しましたが、それは理にかなっていますが、価格はそれを正当化するものではありませんでした。



ATIは（Nvidiaのように）そのレベルの収益をまったく提供しなかったため、著しく高値でした。 ATIには生産設備もありませんでした。その価格はほぼ完全に知的財産で構成されていました。



AMDは時間の経過とともに間違いを認め、ATIの過大評価による価格の26億5000万ドルの低下を修正しました。



マニュアルの見落としを評価するために、この状況を、ポータブルデバイスのグラフィックスに携わっていたImageonという名前のATI部門の販売と比較します。それはクアルコムにわずか6500万ドルで売却されました。このユニットは現在Adreno（「Radeon」という単語のアナグラム）と呼ばれ、その製品はSoC Snapdragonの不可欠なコンポーネントになっています。



XilleonBroadcomから1億9,280万ドルで販売されている、デジタルTVおよびケーブルTVボックス用の32ビットSoC。





無駄なお金に加えて、消費者はIntelの刷新されたアーキテクチャに対するAMDの対応に大いに失望しました。 Core 2のリリースから2週間後、AMDの社長兼CEOであるDirk Meyerが新しいAMD K10 Barcelonaプロセッサーの完成を発表しました。デバイスが強力な4コアプロセッサだったため、これはサーバー市場における同社の決定的な動きでした。当時のIntelは、デュアルコアXeonチップしか製造していませんでした。



新しいOpteronチップは2007年9月にノイズを伴って登場しましたが、Intelから名声を奪うことはできませんでした。同社は正式にプロセッサの製造を完了し、バグを検出しましたまれに、エントリがキャッシュにネストされている場合にハングする可能性があります。発生はまれですが、TLBバグによりAMD K10の生産は中止されました。時間の経過とともに、製造されたプロセッサの問題を修正するBIOSパッチがリリースされましたが、パフォーマンスは約10％低下しました。 B3ステッピングプロセッサの新しいバージョンがリリースされたとき、6か月後、損害はすでに金銭的および評判の両方でありました。



1年後、2007年の終わりに向けて、AMDはクアッドコアK10をデスクトップ市場に導入しました。その時までに、Intelがリードし、現在有名なCore 2 Quad Q6600をリリースしました。理論的には、K10はより高度な設計でした。2つの別々のクリスタルを使用したQ6600とは異なり、4つのコアすべてが同じクリスタル上にありました。ただし、AMDは規定のクロック速度に到達するのに苦労し、新しいCPUの最適なバージョンはわずか2.3 GHzでクロックされました。プロセッサはQ6600よりも低速でしたが、100 MHzでしたが、少し高価であることが判明しました。





しかし、これらすべての中で最も神秘的な側面は、新しいモデル名Phenomを作成するというAMDの決定でした。 IntelがCoreに切り替わったのは、Pentiumが非常に高い価格と電力消費の代名詞となり、パフォーマンスがかなり低下したためです。一方、Athlonという名前はすべてのコンピュータ愛好家によく知られており、スピードと関連しています。 Phenomの最初のバージョンはそれほど悪くはありませんでした。それは、すでに市場に出ているCore 2 Quad Q6600ほど良くないことがわかりました。さらに、Intelにはすでにより高速な製品があります。



奇妙に見えたが、AMDは故意に広告から後退したようだ。さらに、同社はビジネスのソフトウェア部分にはまったく参加していませんでした。半導体業界での競争は言うまでもなく、ビジネスを行う非常に興味深い方法です。 AMDの歴史におけるこの時代のレビューは、インテルの反競争的な動きに言及せずに完了することはできません。この段階で、AMDはIntelチップだけでなく、独占を促進するためにこの会社の行動とも戦わなければなりませんでした。新しいコンピューターでのAMDプロセッサーの使用に積極的に反対するために（数十億ドル規模の）莫大な資金を持つボードOEMを含みます。インテルは



、2007年の第1四半期に7億2,300万ドルをデルに支払った唯一のプロセッサおよびチップセットサプライヤーであり続けることで、会社の営業利益9億4,900万ドルの76％を占めます。 AMDはその後、和解で12億5000万ドルを獲得しました。これは驚くほど小さいようですが、おそらく、Intelが興味を持っていたときにAMD自体が十分な数のプロセッサを顧客に販売できなかったという要因が考慮されました。



これは、Intelがこのすべてを実行しなければならなかったということではありません。AMDとは異なり、同社は明確に定義された目標に加え、さまざまな製品や知的財産を有していました。また、比類のない現金準備を持っていました。世紀の最初の10年の終わりまでに、インテルは400億以上の収益と150億の営業利益を達成しました。これにより、自社の製品とスケジュールに完全に合わせた、マーケティング、研究、ソフトウェア開発、および生産に莫大な予算を割り当てることができました。これらの要因だけでも、AMDが市場シェアを獲得するために戦わなければならないことが保証されました。



ATIに対する数十億ドルの過払いとそれに伴うローンへの関心、K8の不運な後継者、および市場へのチップのリリースに関する問題は、大きな打撃となりました。しかし、すぐに状況はさらに悪化することになった。

1歩前進、1歩横、数歩後退

2010年、世界経済は2008年の金融危機の影響に苦しみ続けました。数年前、AMDはすべてのチップファクトリーとともにフラッシュメモリ部門を廃止し、最終的にはGlobalFoundriesとなり、AMDは現在でも一部の製品で使用しています。従業員の約10％がレイオフされ、このすべての節約と投資のために、AMDはその野心を緩和し、プロセッサの設計に完全に集中する必要がありました。



デザインを完成させる代わりに、K10 AMDは新しいプロジェクトを開始し、2011年末に向けて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。K8とK10は真の同時マルチスレッド（SMT）プロセッサであり、新しい設計は「クラスターマルチスレッド」として分類されました。





ブルドーザーの4モジュール構造。画像：ウィキペディア



ブルドーザーの開発において、AMDはモジュラーアプローチを使用することを決定しました。各クラスター（またはモジュール）には2つの整数カーネルが含まれていましたが、完全に独立していませんでした。共有キャッシュL1（命令）とL2（データ）、命令を受信/デコードするためのデバイス、および浮動小数点数を処理するためのブロックがありました。AMDはPhenomの名前を放棄し、Athlon FXの栄光の時代に戻って、最初のブルドーザープロセッサに単純な名前のAMD FXを与えました。



これらすべての変更の背後にある理論的根拠は、チップ全体のサイズを縮小し、エネルギー効率を向上させることでした。水晶の面積が減少すると、製造されるチップの数が増加し、利益が増加し、エネルギー効率が向上すると、クロック周波数を増加させることができます。さらに、そのスケーラビリティーにより、アーキテクチャーはより多くのニッチ市場に適しているはずです。



2011年10月発売時点での最優秀モデルFX-85104つのクラスターを誇る可能性がありますが、マーケティングでは、8コア、8ストリームのプロセッサーとして位置付けられました。その時までに、プロセッサにはいくつかのクロック周波数がありました。FX-8150のベース周波数は3.6 GHzで、ターボ周波数は4.2 GHzでした。ただし、チップの面積は315平方ミリメートルで、最大消費電力は125ワットを超えていました。 IntelはすでにCore i7-2600Kをリリースしました。これは、最大3.8 GHzで動作する従来の4コア8ストリームCPUです。新しいAMDチップよりも大幅に小さく、わずか216平方ミリメートルで、消費電力は30ワット少なくなっています。



理論的には、新しいFXが支配するはずでしたが、そのパフォーマンスはかなりがっかりしました。-いくつかのストリームを同時に処理する能力が現れることもありましたが、シングルスレッドのパフォーマンスは、クロック周波数が高いにもかかわらず、Phenomラインと同等であることがよくありました。



AMDは、ブルドーザーの研究開発に数百万ドルを投資していたが、そのアーキテクチャを放棄するつもりはなく、その時点でATIの購入が報われ始めた。前の10年間で、Fusionと呼ばれる1つのパッケージにCPUとGPUを組み合わせた最初のAMDプロジェクトは、市場に登場するのが遅すぎ、非常に弱かったです。しかし、このプロジェクトにより、AMDは他の市場に進出することができました。 2011年の初めに、ボブキャットと呼ばれる別の新しいアーキテクチャがリリースされました。





PlayStation 4のCPU + GPUを組み合わせたAMDチップ画像：ウィキペディア



このアーキテクチャは、低電力デバイス（組み込みシステム、タブレット、ラップトップ）を対象としたものです。その構造はブルドーザーのそれとは正反対でした。コンベヤはほんの数本で、それ以上はありません。数年後、ボブキャットは待望のアップデートを受け取り、Xbox OneとPlayStation 4で使用するためにMicrosoftとソニーが2013年に選択したジャガーアーキテクチャに進化しました。



通常、コンソールは可能な限り低い価格を念頭に置いて構築されているため、マージンは比較的小さいはずです。どちらのプラットフォームも数百万のユニットを販売しており、カスタムSoCを構築するAMDの能力を際立たせています。



今後数年間、AMDはブルドーザーのアーキテクチャを改善し続けました-最初のプロジェクトはPiledriverで、FX-9550（5 GHzの周波数と220ワットの電力消費を持つモンスター）を提供しましたが、Steamrollerと最新バージョンのExcavator（2011年に開発が始まり、リリース）- 4年後）は、新しい機会の実現よりもエネルギー消費量の削減に関心を持っていました。



その時までに、プロセッサの名前の構造は、控えめに言っても、かなり混乱するようになりました。 Phenomは長い歴史があり、FXにはかなり悪い評判がありました。 AMDはこれらすべての名前を放棄し、Excavator Aシリーズプロジェクトのデスクトッププロセッサと呼んでいました。



Radeon製品を扱う同社のグラフィック部門は、浮き沈みを経験しました。 AMDはATIのブランド名を2010年まで維持し、その後独自のブランド名に変更しました。さらに、2011年後半に、同社はGraphics Core Next（GCN）のリリースにより、ATIのGPUアーキテクチャを完全に書き直しました。このアーキテクチャはさらに8年間進化し続け、コンソール、デスクトップ、ワークステーション、およびサーバーへの道を模索しました。現在でも、同社のいわゆるAPUの統合GPUとして使用されています。





Graphics Core Nextの最初の実装であるRadeon HD 7970



GCNプロセッサーは、驚異的なパフォーマンスで進化しましたが、その設計により、簡単に最大限に活用することは困難でした。 AMDが作成した最もパワフルなバージョンであるRadeon VIIカードのVega 20 GPUは、13.4 TFLOPSの処理能力と1024 GB /秒の帯域幅を誇っていましたが、ゲームでは最高のNvidiaカードと同じ高さに到達できませんでした。



Radeon製品は、熱く、騒々しく、非常に電力を消費するという評判を得ています。HD 7970で実行される最初のGCNイテレーション、全負荷で200ワットをはるかに超える電力が必要でしたが、TSMCのかなり大きな28ナノメートルプロセステクノロジーを使用して製造されました。GCNがVega 10チップで成熟するまでに、プロセッサは14ナノメートルのプロセステクノロジーを使用してGlobalFoundriesですでに製造されていましたが、電力消費は、最大約300ワットを消費するRadeon RX Vega 64のようなカードと同等でした。



AMDにはまともな製品の選択がありましたが、同社は十分なお金を稼ぐだけでなく、高性能を達成することができませんでした。





2016年末までに、同社のバランスシートは4年連続で損失を記録しました（GlobalFoundriesからの最終的な分離により、財務状況は2012年に7億ドル悪化しました）。工場やその他の関連会社であっても、借金は依然として高く、XboxとPlayStationでの成功でさえ十分な支援を提供できませんでした。



全体として、AMDは大きな困難に直面していました。

新しい星

他に販売するものはなく、会社を救うことができる大きな投資は地平線にありませんでした。 AMDができることは1つだけでした。その取り組みを倍加し、それ自体を再構築することです。 2012年、同社は復活に重要な役割を果たす2人を採用しました。



元K8のリードアーキテクトであるジムケラーは、13年間の不在から帰ってきて、サーバーマーケット向けのARMベースのアーキテクチャと標準のx86アーキテクチャをリードし、マイククラーク（ブルドーザーのリードデザイナー）がチーフアーキテクトになりました。



彼らには、元フリースケールセミコンダクターズのシニアバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャーであるリサスが参加しました。 AMDでは、彼女は同じ立場を取った。 PC以外の市場、特にコンソール市場への移行を引き起こしたのは、彼女とRory Reed社の社長であると一般に認められています。





リサ・スー（中央）とジム・ケラー（右）



ケラーが研究開発に復帰してから2年後、CEOのロリー・リードが会社を辞め、リサ・スーが昇進しました。 MITで電子工学の博士号を取得し、シリコンオンインシュレータ（SOI ）MOSトランジスタの製造経験を持つSuは、AMDを復活させるために必要な科学的知識と製造経験の両方を持っていました。彼女の栄光。ただし、大規模プロセッサの世界では、すぐには何も起こりません。チップの設計にはせいぜい数年しかかかりません。そのような計画が実を結ぶまで、AMDは嵐を乗り切る必要があります。



AMDが生き残るために苦労している間、インテルは勝利から勝利へと進みました。コアと製造プロセスのアーキテクチャは徐々に改善され、2016年末までに同社は約600億の収益を報告しました。数年前から、彼女はプロセッサの開発にtick-to-tackスキームを使用しました。tickは新しいアーキテクチャであり、takは生産プロセスの改善です。これは通常、プロセステクノロジの削減という形で行われました。



しかしながら、莫大な収入とほぼ完全な市場支配にもかかわらず、舞台裏では物事はそれほどバラバラではありませんでした。 2012年には、3年以内にIntelが高度な10ナノメートルプロセステクノロジを搭載したプロセッサのリリースを開始すると予想されていました。この「そう」は決して来なかった-実際、そして「ダニ」そこにもありませんでした。Broadwellアーキテクチャに基づく最初の14nm CPU は2015年に登場し、その後、プロセステクノロジーと基本構造は5年間変更されませんでした。



製造エンジニアは常に10nmの生産問題に直面しており、そのためIntelは毎年古いプロセス技術とアーキテクチャを改善する必要がありました。クロック速度と消費電力は高くなっていますが、新しいアーキテクチャは想定されていませんでした。おそらくネットバースト時代の反響。 PCユーザーには不愉快な選択がありました。強力なCoreラインから適切な価格で製品を購入するか、弱くて安いFX / Aシリーズを購入します。



しかし、AMDは優勝したカードの組み合わせをゆっくりと集め、2016年2月に毎年開催されるE3フェアでゲームをプレイしていました。待望のDoomの再起動に関するプラットフォームの発表を利用して、同社はまったく新しいZenアーキテクチャを発表しました。





「同時マルチスレッディング」、「高帯域幅キャッシュ」、「エネルギー効率の高いfinFET設計」という一般的なフレーズは別として、新しいアーキテクチャについてはほとんど語られていません。掘削機のパフォーマンスを40％超えるという野心を含む、より詳細な情報がComputex 2016で明らかになりました。



そのような発言を「野心的」と呼ぶことは、特にブルドーザーアーキテクチャの新しいバージョンごとに、会社がせいぜい10％の増加を提供したという事実に照らして、控えめな表現になるでしょう。



チップ自体がリリースされるまでにはまだ12か月ありましたが、リリース後、AMDの長期計画がようやく明らかになりました。





新しいハードウェアを販売するには適切なソフトウェアが必要ですが、マルチスレッドCPUは不平等な戦いに直面しています。コンソールは8コアプロセッサを搭載できるという事実にもかかわらず、ほとんどのゲームは4つで十分です。これの主な理由は、Xbox OneとPlayStation 4におけるIntelの市場支配とAMDのチップアーキテクチャでした。Intel は2010年に最初の6コアCPUをリリースしましたが、非常に高価でした（ほぼ$ 1,100）。すぐに他にもありましたが、インテルはたった7年後に本当に安価な6コアプロセッサを導入することができました。それは200ドル未満のCore i5-8400でした。



コンソールプロセッサの問題は、CPU回路が単一のダイ上の2つのクアッドコアCPUで構成されており、チップの2つの部分の間に高いレイテンシがあったことです。したがって、ゲーム開発者は、一方の部分でエンジンスレッドを実行し、もう一方を一般的なバックグラウンドプロセスにのみ使用することを目指していました。 AMDが別の方法で決定するまで、ワークステーションとサーバーの世界でのみ、本格的なマルチスレッディングを備えたプロセッサーが必要でした。



2017年3月、通常のデスクトップユーザーは、2つの8コア16スレッドプロセッサーの1つを選択することで、システムをアップグレードおよびアップグレードできました。独自の名前を取得するには完全に新しいアーキテクチャが必要であり、AMDはPhenomおよびFXブランドを放棄し、Ryzenを提供しました。



特に安価なCPUはありませんでした。Ryzen 7 1800X（4 GHzのオーバークロック後、3.6 GHz）は500ドルで販売され、0.2 GHzの遅い1700Xは100ドル安で販売されました。これにより、AMDは予算の代替案として認識されないようにしたかったのですが、基本的にこの価格は、インテルがその8コアCore i7-6900Kプロセッサーに1,000ドルを要求していたためです。







Zenは以前のすべてのアーキテクチャからすべてを最大限に活用し、それらをすべて組み合わせてパイプラインのワークロードを最大化することをタスクとする構造にしました。これには、パイプラインシステムとキャッシュの大幅な改善が必要でした。新しい設計では、ブルドーザーが使用する共有L1 / L2キャッシュから開発者が削除されました。各コアは完全に独立し、パイプラインが増え、分岐予測が向上し、キャッシュスループットが向上しました。



MicrosoftおよびSonyのコンソールで動作するチップと同様に、Ryzenプロセッサもチップ上のシステムでした。彼が欠けていたのはGPUだけでした（GCNプロセッサーは後の予算のRyzenモデルに登場しました）。



水晶は2つのいわゆるCPU Complex（CCX）に分割され、それぞれが4コアの8ストリームモジュールでした。チップには、サウスブリッジプロセッサも搭載されています。これは、PCI Express、SATA、USBへのコントローラーと接続を提供するCPUです。理論的には、これはサウスブリッジがなくてもマザーボードを製造できることを意味しますが、ほとんどすべてのボードで、可能なデバイス接続の数を増やすために、サウスブリッジがまだ設置されていました。





しかし、Ryzenが必要なパフォーマンスを提供しなかった場合、このすべての努力は無駄になり、何年もIntelに遅れを取った後、AMDは証明することがたくさんありました。 1800Xと1700X は完璧ではありませんでした。インテル製品と同様の専門分野では、ゲームでは遅くなります。



AMDは他のカードも手元に置いていました。最初のRyzenプロセッサが市場に出てから1か月後、6コアと4コアのRyzen 5モデルが登場し、2か月後に4コアのRyzen 3チップが登場しました。彼らはより強力な同等製品と同じ方法でインテル製品と競合しましたが、はるかに手頃な価格でした。



そして、エースが登場しました-16コア、32ストリームのRyzen Threadripper 1950X（1,000ドルから）および32コア、64スレッドのEPYCサーバープロセッサ。これらのモンスターは、それぞれ1つのハウジングに2つおよび4つのRyzen 7 1800Xチップで構成され、新しいInfinity Fabric接続システムを使用してチップ間でデータを転送しました。





AMDは過去6か月間で、本質的にシングルプロセッサアーキテクチャを備えたx86デスクトップ市場のあらゆるニッチ市場を狙っていることを実証してきました。



1年後、アーキテクチャはZen +に更新されました。機能拡張は、キャッシュシステムの変更と、Samsungと共同で作成したGlobalFoundries 14LPPプロセスから、更新されたより小型の12LPシステムへの移行で構成されていました。プロセッサの水晶のサイズは同じままでしたが、新しい製造プロセスにより、プロセッサをより高いクロック速度で動作させることができました。



12か月後、2019年の夏に、AMDはZen 2をリリースしました。今回、変更はより重要になり、チップレットという用語が流行しました。。 CPUの各部分がシリコンの同じ部分であるモノリシックデザインを使用する代わりに（ZenおよびZen +の場合のように）、エンジニアはCore Complexモジュールを接続システムから分離しました。



コアコンプレックスモジュールは、TSMCがN7プロセステクノロジーを使用して製造し、フルクリスタルになったため、コアコンプレックスダイ（CCD）と呼ばれています。 I / O構造はGlobalFoundriesによって作成され、Ryzenデスクトップモデルは12LPチップを使用しましたが、ThreadripperとEPYCはより大きな14nmバージョンを使用しました。





Zen 2 RyzenおよびEPYCの赤外線画像。 CCDチップセットがI / Oチップから分離されていることがわかります。画像：Fritzchens Fritz



チップレットのデザインは、2020年後半にリリースが予定されているZen 3で保存および改良されました。ほとんどの場合、CCDは8コアおよび16ストリームのZen 2構造に新しいものをもたらすことはなく、Zen +スタイルの改善（つまり、キャッシュ、エネルギー効率、およびクロック速度の改善）になります。



AMDがZenを使って達成できたものを再検討する価値があります。 8年間で、アーキテクチャは白紙の状態から、99ドルの4コア、8スレッドの予算提案と、4,000ドルを超える64コア、128スレッドのサーバーCPUを備えた広範な製品ポートフォリオに移行しました。



AMDの財政状態も大幅に変化しました。以前は、その損失と負債は数十億ドルに達していました。 AMDは現在、債務救済に向かっており、来年の営業収益は6億ドルと報告しています。 Zenが会社の財政復興の唯一の理由ではありませんでしたが、Zenはそれに大きく貢献しました。





AMDのグラフィックス部門も同様の運命をたどりました-2015年に、完全な独立とRadeon Technologies Group（RTG）の名前が与えられました。彼のエンジニアの最も重要な業績は、大幅に再設計されたGCNであるRDNAでした。キャッシュ構造に加えられた変更、および計算ユニットのサイズとグループ化の改善により、アーキテクチャはゲームでの使用により近づきました。



この新しいアーキテクチャを使用する最初のモデルであるRadeon RX 5700シリーズは、設計に大きな可能性を示しました。 MicrosoftとSonyには見過ごされませんでした。どちらの会社も、Zen 2と更新されたRDNA 2を新しいXboxおよびPlayStation 5コンソールへのインストールに選択しました。



Radeon Groupは、CPU部門と同じレベルの成功を収めていませんが、そのグラフィックカードはおそらく「予算オプション」と見なされていますが、AMDは、Athlon 64時代に戻ってきました。アーキテクチャの開発と技術革新。会社は頂点に達し、倒れ、神話上の生き物のように灰から立ち上がった。

慎重に未来を見つめる

簡単な質問をするのは完全に理にかなっています。会社は製品の失敗や資金不足の暗黒の時代に戻ることができるでしょうか。



AMDにとって2020年が優れていることが判明したとしても（第1四半期の財務結果は前年比40％増）、94億の収益はNvidia（2019年には107億）を下回り、 Intel（720億）から光年の距離。もちろん、後者の製品ポートフォリオははるかに広範で、独自の生産設備も所有していますが、Nvidiaの利益はグラフィックカードにほぼ完全に依存しています。





AMDのベストセラー



明らかに、AMDの将来を完全に安定させるには、マージンと営業収益の両方を拡大する必要がありますが、これはどのようにして実現できますか？同社の収益の大部分は、引き続きコンピューティングおよびグラフィックスセグメントと呼ばれるもの、つまりRyzenおよびRadeonの売上に由来しています。 Ryzenは非常に競争力があり、RDNA 2のアーキテクチャーはPCと次世代コンソールの両方で実行されるゲームに共通のプラットフォームを提供するため、間違いなくそれは成長し続けます。ゲーム



におけるIntelの新しいデスクトッププロセッサの比較能力は着実に低下しています。さらに、これらはZen 3が提供する幅広い機能を欠いています。Nvidiaは、GPUパフォーマンスの王冠を維持していますが、厳しい抵抗に直面しています。ミッドレンジセグメントのRadeonによる。おそらくこれは単なる偶然でしょうが、RTGはAMDの完全に独立した部門ですが、その利益と営業収益はCPUセクターと組み合わされています-このことから、グラフィックスカードの人気にもかかわらず、Ryzen製品と同じ印刷物で販売されていないと結論付けることができます...



おそらく、AMDの懸念は、2020年第1四半期の利益の20％に満たない企業、組み込み、セミカスタム製品のセグメントが占め、営業損失をもたらしたことです。これは、Nintendo Switchの成功と、MicrosoftとSonyからの新しいコンソールの次期リリースに照らして、現在の世代のXboxとPlayStationの売上が伸び悩んでいることで説明できます。さらに、Intelは企業市場を支配しており、数百万ものデータセンターを所有している誰もが、新しい驚くべきCPUが登場したからといってそれを排除することはできません。





デュアル64コアAMD EPYCプロセッサーを搭載したNvidia DGX A100



しかし、新しいゲームコンソールや予期しないアライアンスが原因で、今後2年間で状況が変わる可能性があります。Nvidiaは、ディープラーニングコンピューティングクラスタ/ AI DGX 100にIntelではなくAMD​​プロセッサを選択しました。その理由は単純です。EPYCプロセッサには、Intelが提供できるものと比較して、より多くのコアとメモリチャネル、およびより高速のPCI Expressレーンがあります。



NvidiaがAMDの製品に満足していれば、他の人もきっとフォローするでしょう。AMDは険しい山を登らなければならないでしょうが、今日ではこれに適したツールがあるようです。TSMCがN7プロセステクノロジーを改良し、微調整し続けるにつれて、このプロセスを使用するすべてのAMDチップも改善されます。





AMDを確実に改善する必要のある分野がいくつかあります。最初はマーケティングです。Intel Insideのキャッチフレーズとジングルは30年間ユビキタスであり、AMDはRyzenの宣伝にいくらかお金を費やしてきましたが、最終的には、Dell、HP、Lenovoなどのメーカーが同じ光の中でプロセッサーを紹介するデバイスを販売する必要があります。インテル製品と同じ仕様です。



ソフトウェアの分野では、ユーザーの利便性を向上させるアプリケーション、特にRyzen Masterを作成するために多くの作業が行われましたが、最近、Radeonドライバーに大きな問題が発生しました。。ゲームドライバーの開発は非常に困難ですが、その品質はハードウェア製品の評判を作成または破壊する可能性があります。





現在、AMDは51年の歴史の中で最強の地位を占めています。限界が見えない近い将来に野心的な禅プロジェクトのおかげで、不死鳥のような会社の復活は大成功でした。しかし、それはまだトップではなく、おそらくこれが最善です。彼らは歴史が繰り返されると言いますが、これが起こらないことを望みましょう。強力で競争力のあるAMDは、IntelやNvidiaとの競争力が非常に高く、ユーザーにとってのメリットのみを意味します。



AMDとその浮き沈みについてどう思いますか？K6チップ、あるいはAthlonはありましたか？お気に入りのRadeonグラフィックカードは何ですか？どのZenプロセッサが最も印象的でしたか？