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Corsa all’innovazione, le volte in cui AMD è arrivata prima di Intel

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Non sempre arrivare primi equivale ad avere il predominio sul mercato. E al tempo stesso non sempre essere più piccolo equivale a una condanna a rincorrere. Ce lo illustra bene l’eterna lotta tra AMD e Intel, dove non sono pochi i casi in cui l’azienda di Sunnyvale, malgrado dimensioni e potenza di fuoco inferiori a quelle di Intel, è riuscita a raggiungere un traguardo tecnologico per prima.

Forse la necessità di rincorrere porta ad osare, o semplicemente AMD è stata più brava in alcuni frangenti e Intel ha sonnecchiato in altri. Di fatto ad AMD vanno riconosciute molte innovazioni nel campo delle CPU negli ultimi decenni, e in questo articolo proviamo a ricordarne alcune.

NOTA: questo articolo non vuole o pretende di essere una lista esaustiva, la nostra memoria per quanto discreta ha sicuramente delle falle. Crediamo però di poter almeno ricordare i passaggi più importanti.

Prima a realizzare una CPU 7 nanometri

AMD può vantare la prima CPU a 7 nanometri. Anche se sul nome dei processi produttivi c’è una diatriba aperta tra Intel e il resto del settore, quando si parlerà di 7 nanometri nell’ambito delle CPU x86 non si potrà che dire: AMD è arrivata prima di Intel. A prescindere dalla bontà dei futuri processi produttivi di Intel, ancora da dimostrare, il dato di fatto è che AMD sta per portare con la CPU server EPYC “Rome” una soluzione con core a 7 nanometri sul mercato. Secondo l’azienda il nuovo processo permette di raddoppiare la densità, di migliorare i consumi di 0,5 volte (a parità di prestazioni) e di aumentare le prestazioni di oltre 1,25 volte (a parità di consumi).

Ne abbiamo parlato proprio la settimana scorsa in questo articolo se volete approfondire: AMD EPYC di seconda generazione con 64 core e 128 thread. Tutte le novità

Prima a mettere 64 core in un processore

EPYC “Rome” non è solo il primo processore a 7 nanometri, ma anche il primo x86 a integrare 64 core su un singolo package. Per tagliare questo traguardo AMD propone un design profondamente rinnovato rispetto al passato: non ci troviamo davanti a un die monolitico, ma a un’ulteriore evoluzione del progetto MCM (multi-chip module) visto l’anno passato che vede al centro di tutto un die di input / output prodotto a 14 nanometri (I/O die) circondato da otto “chiplet” realizzati a 7 nanometri, ciascuno dotato di 8 core, per un totale appunto di 64 core.

Prima a raggiungere 1 GHz? Forse sì, forse no

Quando i processori a 800 MHz ci sembravano delle astronavi, sia AMD che Intel stavano lavorando per arrivare al traguardo del gigahertz. Se ascoltate AMD, vi dirà che è stata lei la prima a raggiungere quella frequenza, e se andate da Intel riceverete una risposta del tutto simile. Chi ha effettivamente lo scettro è oggetto di grande dibattito tanto che ci abbiamo dedicato un articolo.

“Non sapremo mai con certezza a chi sia stato assegnato lo scettro per il primo PC dotato di un processore da 1GHz ma mi fa sorridere l’idea che tutto possa essere dipeso non tanto dagli investimenti di Intel o AMD quanto dalla velocità di consegna di FedEx o UPS”.

Prima a integrare il controller di memoria

AMD non è stata la prima azienda a integrare un controller di memoria nel processore, ma è senza dubbio arrivata prima di Intel nell’ambito delle CPU x86. A quell’epoca il controller di memoria giaceva sulla motherboard, ma con l’architettura K8 AMD lo integrò direttamente nel microprocessore. Si trattò di uno dei tanti passaggi che hanno portato all’accentramento di componenti dalla scheda madre alla CPU, con l’obiettivo di ridurre la latenza di accesso alla memoria DRAM e migliorare le prestazioni. Oggi tutti i processori integrano il controller di memoria, ma Intel riuscì a fare il passaggio solo cinque anni dopo AMD con l’architettura Nehalem.

Prima con una CPU x86 a 64 bit     

Anche in questo caso AMD non può vantare il primo microprocessore a 64 bit in senso generale, ma può senz’altro dire di aver portato nei computer degli appassionati le prime CPU x86 a 64 bit. Era il 2003 e l’azienda introduceva l’architettura K8 (sì quella con il controller di memoria integrato) dando vita alle linee di CPU Opteron in ambito server e Athlon 64 in quello desktop. Intel la seguì un anno dopo circa con versioni ad hoc di CPU Xeon (Nocona) e Pentium 4 (Prescott della serie 6xx) in grado di supportare il nuovo set di istruzioni.

Prima a dimostrare una CPU dual-core

Quando sia ad AMD che Intel apparve chiaro che non si poteva continuare semplicemente a salire con le frequenze per offrire maggiori prestazioni, entrò nella mente dei progettisti il concetto di multi-core, in modo da svolgere più operazioni in parallelo nello stesso momento. Il passo logico fu quindi passare da uno a due core.

Se non andiamo errati fu proprio AMD a dare la prima dimostrazione nell’estate 2004 di un processore dual-core Opteron, basato su due core a 90 nanometri con 1 MB di cache L2 ciascuno. Il processore usava lo stesso socket a 940 pin dei single core e per funzionare richiedeva un semplice aggiornamento del BIOS dei sistemi.

Il debutto sul mercato avvenne a metà 2005, mentre per gli Athlon 64 X2 destinati al mercato desktop bisognò attendere il terzo/quarto trimestre. Stando a quanto siamo riusciti a ricostruire, il debutto sul mercato desktop della prima CPU dual-core va però assegnato a Intel con Smithfield, progetto noto con il nome commerciale Pentium D che metteva sullo stesso package due die Prescott a 90 nm.

Il primo 8 core desktop, fino a 5 GHz

Oggi le CPU di Intel e AMD nella fascia mainstream desktop hanno 8 core molto veloci, ma ciò non significa che in passato non vi siano stati progetti con tre, sei oppure otto core. La palma della prima CPU desktop x86 a 8 core va a una soluzione AMD della famiglia FX, basata su architettura Bulldozer. Il top di gamma AMD del 2011 si chiamava FX-8150, ed era prodotto a 32 nanometri da Globalfoundries.

Nonostante il maggior numero di core rispetto a Intel, Bulldozer e le sue successive incarnazioni non furono mai all’altezza della concorrenza a causa di alcune scelte in fase di progettazione che minarono in particolar modo le prestazioni per ciclo di clock. Bulldozer e i suoi derivati portarono AMD quasi al tracollo, e solo l’architettura Zen dei processori Ryzen l’ha risollevata dal baratro.

Per cercare di tamponare la situazione e vendere qualche CPU in più, AMD creò l’FX-9590, un processore capace di raggiungere i 5 GHz in modalità Turbo Core. Purtroppo, scaldava e consumava moltissimo, oltre ad avere un’architettura inferiore a quella di Intel all’epoca. Un processore che ci ricorda come arrivare prima non sempre paghi.

Kabini, il primo SoC quad-core x86

Per chiudere ricordiamo Kabini, il primo system on chip x86 con quattro core. Annunciato nel 2013, si trattava di un SoC destinato ai notebook ultrasottili e agli ibridi (oggi noti come 2 in 1) che avrebbe dovuto offrire oltre il 50% di prestazioni in più rispetto alla precedente generazione nota come Brazos 2.0. Kabini funzionava tra 1 e 2,2 GHz e aveva un TDP fino a 25 watt.

Non ebbe il successo sperato, ma era un’altra architettura e un’altra AMD, con Lisa Su che stava per assurgere al ruolo di CEO, pronta a ridare un focus a un’azienda che aveva perso la strada. Un lavoro che in poco più di quattro anni sta iniziando a ripagare, con una competizione sempre più serrata con Intel e conti che migliorano di trimestre in trimestre. La speranza è che in questa lotta all’innovazione, dove anche a Intel vanno riconosciuti grandi meriti, AMD possa continuare a tagliare nuovi traguardi. Chissà cosa ci riserverà il futuro. Non vediamo l’ora di saperlo e raccontarvelo!