6 halvimat Inteli protsessorit läbi aegade

Inteli on hiljuti oma edu selle omaga turgutanud 13. põlvkonna kiibid peavoolu jaoks ja neljanda põlvkonna Xeoni protsessorid serverite ja tööjaamade jaoks koos Core i9-13900K isegi nõudes esituskrooni vaid juuksekarva võrra. See on olnud tagasitulek, kuna Intel on aastaid tehnoloogiliselt võidelnud 2022, tundis lõpuks laastavat rahalist mõju, mis tuleneb sellest, et kaotas selles ruumis oma eelise võistlejad. Kui vaatate tagasi Inteli ajaloole, leiate palju kohutavaid protsessoreid ja mõned neist panevad teid mõtlema, kuidas Intelil alles hiljuti tekkisid finantsprobleemid.

Pentium 4: Inteli esimene suur katastroof

2000. aastate alguses olid protsessorid palju lihtsamad kui praegu ja enamik põlvkondade kaupa tehtud täiustusi keskendus taktsagedustele. Tegelikult nimetati protsessoreid sageli nende taktsageduste ja mitte millegi muu järgi. Kui Intel arendas oma järgmise põlvkonna Net Bursti arhitektuuri, tundus ilmselge püüda sagedust taga ajada ning ettevõttel olid suured plaanid, plaanid, mis läksid sama suurel moel rööpast välja.

AMD oli esimene ettevõte, kes tõi turule 1 GHz protsessori koos Athlon 1000-ga, mis käivitati 2000. aasta märtsis, kuid Intelil oli juba pilk 2 GHz tõkkele. Aasta lõpuks oli ta turule toonud oma esimesed Pentium 4 protsessorid, millest kiireim jõudis 1,5 GHz-ni. 2001. aastal Intel oli esimene 2 GHz oma 2 GHz Pentium 4 kiibiga ja a 3 GHz mudel järgnes peagi 2002. aastal.

Need sagedused olid aga kõrge hinnaga. Intel oli sunnitud muutma Net Bursti torujuhtme erakordselt pikaks, mis tähendas, et Pentium 4 juhised kella kohta (IPC) olid tunduvalt madalamad kui isegi vanemad Inteli protsessorid ja AMD omad.

Alguses töötas Inteli plaan hästi ja Pentium 4 kiibid võitsid tavaliselt AMD Athlonsi. Intel kahekordistas oma strateegiat muutes Net Bursti torujuhtme veelgi pikemaks, et saavutada suurem taktsagedus. 2005. aastal pidi turule tulema 4 GHz Pentium 4, millele järgneb lähitulevikus 10 GHz protsessor. Inteli strateegia põhines aga Dennard Scalingul, mis täheldas, et sagedus tõusis iga põlvkonna järel, ilma et oleks vaja rohkem energiat. 2005. aastaks oli Intel avastanud, et Dennard Scaling ei kehti enam ja et isegi 4 GHz oli raske tabada, mis viis 4 GHz Pentiumi tühistamine.

Inteli otsusel vähendada IPC-d, et jõuda kõrgematele sagedustele, olid katastroofilised tagajärjed, kui need sageduskasvud ära kuivasid ja AMD asus 2004. aastal juhtima. Intel loobus Net Burstist ja kujundas uhiuue arhitektuuri, mis eelistas IPC-d sageduse suurendamisele nagu enamik kaasaegseid protsessoreid.

Itanium: Inteli unistused 64-bitisest versioonist aurustuvad

Samal ajal, kui Intel tarnis lauaarvutitele Net Bursti, valmistas Intel ette äärmiselt ambitsioonikat plaani serveriprotsessorite jaoks. x86 arhitektuur, mida kasutati Inteli ja AMD protsessorid piirdusid 32-bitise arvutusega ning areneva serverituru jaoks soovis Intel välja töötada 64-bitiseid protsessoreid, millel on kunagi varem nähtud. kiirused. Intel jättis idee teha x86 64-bitine versioon ja tegi selle loomisel koostööd HP-ga uhiuus IA-64 arhitektuur, mis toidab Itaniumi protsessoreid. Esimesed Itaniumi kiibid müüdi 1999. aastal käivitada.

Itaani areng oli raskustes, Kuid. See lükkus 2001. aastasse ja eelarve hakkas hüppeliselt kasvama. Kui see 2001. aastal lõpuks turule tuli, ei olnud selle jõudlus teiste x86-protsessoritega täpselt konkurentsivõimeline ja ainult Itaniumi võime arvutada 64-bitises versioonis oli peamine müügiargument. Kuid Itaniumil oli põhiline viga: see ei saanud käivitada x86 tarkvara. Kogu olemasolev tarkvara tuli IA-64 arhitektuuri jaoks ümber kirjutada, mis polnud väike ülesanne.

Kui Itanium oli muljetavaldav, oli see lihtsalt selle tõttu, et ta keeldus suremast.

2003. aastaks oli AMD valmis saanud oma 64-bitise arhitektuuri nimega AMD64, mis oli 64-bitise toega x86 versioon. Intel oli varem erinevatel põhjustel selle strateegia vastu otsustanud, kuid tagantjärele oli selge, et Itanium oli viga, kuna AMD Opteroni kiibid hakkasid turuosa haarama. AMD64 toetasid ka suured tarkvarafirmad, nagu Microsoft, kes valisid AMD64 oma 64-bitiseks arhitektuuriks. Lõpuks sai AMD64 nii populaarseks, et Intel pidi valmistama oma AMD64 serverikiibid nimega Xeon ja AMD64 sai x86-64.

Kuid siin on asi: Xeon ei asendanud Itaniumi. Intel ja HP ​​lootsid aastaid, et see kahe arhitektuuriga strateegia õnnestub, isegi kui sellised ettevõtted nagu Dell ja IBM lõpetasid Itaniumi serverite müügi. Itanium lõpetas iga-aastaste värskenduste saamise 2000. aastate keskel, viimane kiip toodi turule 2017. aastal. Selle tootmine lõpetati lõpuks 2020. aastal, kuid mitte varem käivitas tohutu kohtuasja Oracle'i ja HP ​​vahel üle toetuse. Kui Itanium oli muljetavaldav, oli see lihtsalt selle tõttu, et ta keeldus suremast.

Aatom: sama kiire kui aatom on suur

Lõpuks puhastas Intel pärast Pentium 4 ja Itaniumi fiaskot oma tegu ja naasis oma traditsioonilisele liidripositsioonile. 2000. aastate lõpuks nägi Intel võimalusi peale lauaarvutite, sülearvutite ja serverite, kuna sellised seadmed nagu iPod muutusid äärmiselt populaarseks. Kuid Intelil olid suuremad püüdlused kui taskusse mahtuvate toiteseadmete jaoks; ta tahtis Inteli protsessoreid kõiges, millel võiks olla protsessor. Intel vajas kiipi, mis oleks väike, tõhus ja lihtsalt piisavalt kiire, et hakkama saada, nii et 2008. aastal tõi ettevõte turule Atomi.

Pärast esimeste Atomi kiipide keerdude eemaldamist paar aastat oli Intel valmis turule tooma Atom Z600, mis pidi Armilt nutitelefonide turu vallutama. Selle jõudlus oli palju parem kui kõik, mida Arm pakkuda suutis, ja sama energiatarve. Anandtech oli kindel, et Z600 muudab kõike, öeldes: "Nutitelefonide turg 5 aasta pärast ei näe välja nagu laiendus sellele, mida me täna näeme."

Niisiis, miks pole teie telefonil või röstril Atomi protsessorit? Võib-olla on kõige olulisem põhjus see, et x86 pole kunagi nutitelefonide ega muude seadmete jaoks kasutatud, mistõttu oleks vaja tarkvara ümber kirjutada. See oli põhimõtteliselt sama viga, mille Intel tegi Itaniumiga ja see tappis oma nutitelefoni plaanid kuue aasta pärast. Ilmselt ei aidanud seegi, et Atomi ainus väide kuulsusele oli netbook ja asjade interneti seadmed,

Kuid hiljuti leidis Intel lõpuks Atomi jaoks kodu võrguseadmetes ja oma uutes hübriidprotsessorites, nagu 13900K, millel on 16 E-tuuma. põlvnevad Atomi protsessoritest. See ei muuda tõsiasja, et Atom oli üle kümne aasta katastroof, kuid vähemalt on see millegi jaoks kasulik nüüd.

Core i7-7700K: Intel lõpetab proovimise

Intel asendas Net Bursti Core'iga, arhitektuuriga, mis leidis tasakaalu IPC ja sageduse vahel, ning see oli kohe hitt. Protsessorid nagu Core 2 Duo E6300 ja Core 2 Quad Q6600 olid palju kiiremad kui AMD pettumust valmistav Athloni järeltulija Phenom. Inteli uus rünnak personaalarvutite vallas kulmineerus 2011. aastal teise põlvkonna Sandy Bridge'i ja AMD FX Bulldozeri protsessorite vastasseisuga ning Intel võitis kergelt. Intel oli taas tõusuteel.

Kuidas siis Intel seda hoogu jätkas? Sisuliselt ikka ja jälle sama protsessori käivitamisega. See ei tähenda, et Intel poleks üldse edenenud; ettevõte järgis "tick-tock" mudelit, kus Intel andis iga põlvkonna jaoks välja protsessori koos uue tootmissõlmega (tick) ja seejärel uue arhitektuuriga protsessori (tock), korrates pidevalt. Kuid need tehnoloogilised edusammud ei toonud enam kaasa märkimisväärseid jõudluse ja väärtuse täiustusi, nagu need olid minevikus, ja see oli tingitud sellest, et Intelil ei olnud enam vaja konkureerida.

Core i7-7700K oli neist kiipidest võib-olla kõige kurikuulsam, kuna see oli sõna otseses mõttes mõne lisa MHz-ga Core i7-6700K.

Lõpptulemuseks oli seitsmenda põlvkonna Kaby Lake, mis toodi turule 2017. aastal ja mis ei olnud ei puuk ega tock, vaid hoopis "optimeerimine", mis tähendab, et tegemist oli lihtsalt viimase põlvkonna kõrgema taktiga protsessoritega kiirused. Core i7-7700K oli neist kiipidest võib-olla kõige kurikuulsam, kuna see oli sõna otseses mõttes mõne lisa MHz-ga Core i7-6700K. PCGamesN oli oma ülevaates eriti terav, öeldes, et see on "masendav ränilõik".

Sellel lool on õnnelik lõpp, sest AMD tegi lõpuks oma tagasituleku kaks kuud hiljem, lansseerides oma Ryzeni 1000 protsessorit. Need esimese põlvkonna kiibid ei olnud mängude võitjad, kuid neil oli hämmastav mitmetuumaline esitus. Ryzen 7 1700 purustas 7700K põhimõtteliselt igasuguse mitmetuumalise töökoormuse korral, makstes samas umbes sama palju. Kõige tähtsam oli Inteli kiirustamine oma kaheksanda põlvkonna protsessorid samal aastal uksest välja tooma, mis tähendas, et Kaby Lake ei jõudnud isegi tervet aastat enne selle vananemist.

Core i3-8121U: me ei räägi 10 nm-st

Kuigi Intelil oli mugav sama CPU kaks korda järjest käivitada, ei pidanud Kaby Lake kunagi eksisteerima. Intel oli alati kavatsenud jääda tick-tock mudeli juurde ja käivitada pärast kuuendat põlvkonda 10 nm protsessorit, kuid ettevõtte 10 nm sõlme areng läks halvasti. 10nm plaan oli äärmiselt ambitsioonikas. Lisaks suuremale efektiivsusele pidi sellel olema peaaegu kolmekordne tihedus 14nm. Intel oleks pidanud teadma, et ta seda pärast seda ei tee nägi vaeva, et oma 14nm protsessorit õigel ajal välja saada, kuid see tahtis tehnoloogilist paremust, nii et läks edasi.

Algne 10 nm sihtmärk oli 2015, kuid kuna 14 nm hilines, siis ka 10 nm. 2017. aasta oli uus turuletoomise kuupäev, kuid 10 nm protsessori asemel tõi Intel turule oma kolmanda ja neljanda 14 nm protsessorid. Lõpuks tõi Intel turule 10 nm protsessori, mis põhines Cannon Lake'i arhitektuuril Core i3-8121U. 2018. Kahjuks ei andnud see märku uhiuue tipptehnoloogiat kasutavate protsessorite põlvkonna algusest, vaid Inteli juhtpositsiooni lõppemisest.

Core i3-8121U 2018. aastal andis märku Inteli juhtimise lõpust.

8121U oli kohutav demonstratsioon 10nm ja omaette kohutav toode. 10 nm sõlm oli nii katki, et Intel suutis toota ainult pisikest kahetuumalist CPU-d, mille integreeritud graafika oli tahtlikult keelatud, arvatavasti seetõttu, et need ei töötanud korralikult. Intel oli hammustanud rohkem, kui ta 10 nm-ga närida suutis, ja ettevõtte hubruse tagajärjed muudavad selle trajektoori igaveseks. Kuna 10 nm oli arenduspõrgus kinni, sai Intel loota vaid 14 nm-le kõiges, mis nõudis märkimisväärset jõudlust.

Vahemärkusena loetleb Intel oma veebisaidil kõik protsessorid, mis on viimase kahe aastakümne jooksul turule lastud, ja kuigi 8121U leht on endiselt olemas, leht kõigile 10 nm Cannon Lake'i protsessorid on kustutatud, peaaegu nagu oleks Intelil piinlik.

Core i9-11900K: ei õnnestu saavutada

Intel töötas aastaid 14 nm-ga ja kuigi iga põlvkond tõi rohkem tuumasid kui eelmine, sagedus igast 14 nm täpsustusest saadud kasu vähenes ja rohkemate tuumade lisamine suurendas oluliselt võimsust tarbimist. Selleks ajaks, kui Intel oma 10. põlvkonna protsessoreid turule tõi (kuues järjestikune, mis kasutab 14 nm), kasutas AMD oma Ryzen 3000 protsessorite jaoks juba TSMC 7 nm. Inteli tipptasemel Core i9-10900K ei suutnud võita AMD Ryzen 9 3900X, mis polnud isegi lipulaev ja millel polnud erinevalt AMD protsessoritest PCIe 4.0 tuge.

Kui 10 nm ei olnud valik, siis ainuke asi, mida teha, oli võtta kasutusele uus arhitektuur. Intel otsustas oma mobiilile orienteeritud Ice Lake'i kiibid 14 nm-ni tagasi portida, tuues nii vajaliku 19% IPC tõusu. Võib-olla oleks Intel pidanud seda varem tegema, selle asemel, et oodata seitsmenda põlvkonna 14 nm protsessorit, kuid parem hilja kui mitte kunagi, eks?

Nii et 11. põlvkonna Rocket Lake'i protsessoritel oli täiesti uus arhitektuur, kuid sellel oli oma hind. Esiteks tähendas palju tihedama sõlme jaoks mõeldud protsessori tagaportimine, et tuumad olid 14 nm juures massiivsed. Teiseks suureneb energiatarve ka vanematel protsessidel, mis muudab tuumade lisamise ja taktsageduse suurendamise keerulisemaks. Lõpptulemuseks oli "lipulaev" Core i9-11900K, millel oli napilt kaheksa südamikku ja stantsi suurus 276 mm2 – see on vähem südamikke kui 10900K, kuigi see on suurem.

11900K oli hukule määratud; see oli tehnoloogiliselt mahajäänud ja liiga kallis, 539 dollarit. See võiks vaevu vastata 450-dollarilisele Ryzen 7 5800X-le (rääkimata Ryzen 9 5900X ja 5950X) ja isegi kaotas 10900K kõiges, mis ei olnud väga ühe keermega. See on šokeeriv, et Intel kulutas teadus- ja arendustegevusele uhiuue protsessori, mis ei suutnud isegi oma eelkäijat veenvalt ületada. Võimalik, et Rocket Lake loodi ainult selleks, et saada Inteli lauaarvuti protsessorile PCIe 4.0. Vähemalt ülejäänud Rocket Lake'i koosseis oli korralik, kuna AMD lõpetas madala- ja keskklassis võistlemise.

Tagasitulek, aga mis hinnaga?

Intel on oma 12. ja 13. põlvkonna protsessoritega lõpuks naasnud PC jõudluse juhtpositsioonile, kuid kahju on juba tehtud. 10nm pidi käivituma 2015. aastal, kuid see käivitati edukalt alles 2021. aastal koos serverite jaoks mõeldud Alder Lake'i ja Ice Lake'iga. Seitse aastat 14 nm protsessorit on muutnud Inteli oma endise enese varjuks – midagi, mida Inteli Pentium 4, Itaniumi või Atomiga segi ajades ei juhtunud.

Kõigi nende tõrgete ühine joon on Inteli hoolimatus ja ettevaatlikkus. Intel eeldas, et Pentium 4 oleks suurepärane ja saavutaks probleemideta 10 GHz, isegi 30 GHz. Intel eeldas, et Itanium valitseb andmekeskust ega kaalunud kunagi tõsiselt võimalust, et keegi ei taha igat x86 tarkvara tükki ümber kirjutada. Intel eeldas, et Atom õnnestub lihtsalt seetõttu, et see oli suurepärane riistvara. Intel eeldas, et tema insenerid suudavad kõike teha ja püüdsid saavutada naeruväärset põlvkonnakasvu 10 nm.

Teisest küljest on ka üsna irooniline, et kaks Inteli kõige tuntumat tõrget on võimaldanud ettevõttel tagasi tulla. Hübriidarhitektuuriga CPU-d, nagu 13900K, on ​​võimalikud ainult tänu Atomile ja ilma E-tuumadeta oleksid need protsessorid lihtsalt liiga suured ja energianäljased. 10 nm mängib ka suurt rolli Inteli tagasitulekus, kuna see asetab ettevõtte kiibid jämedalt võrdusesse TSMC-s toodetud kiibidega. Loodetavasti on see 10 nm katastroof andnud Intelile uue hinnangu selle kohta, kuidas plaanid võivad valesti minna.