6 visu laiku sliktākie Intel CPU

Intel nesen ir pamudinājusi tās panākumus ar savu 13. paaudzes mikroshēmas par galveno un ceturtās paaudzes Xeon procesori serveriem un darbstacijām, ar Core i9-13900K pat pretendējot uz snieguma kroni tikai par mata tiesu. Šī ir bijusi zināma atgriešanās, jo Intel gadiem ilgi ir cīnījies tehnoloģiski 2022. gads, beidzot sajutu postošās finansiālās sekas, ko rada pārsvara zaudēšana šajā jomā konkurentiem. Ja atskatīsities uz Intel vēsturi, jūs atradīsiet daudz šausmīgu CPU, un daži no tiem liks jums aizdomāties, kā Intel tikai nesen sāka saskarties ar finanšu problēmām.

Pentium 4: Intel pirmā lielā katastrofa

2000. gadu sākumā CPU bija daudz vienkāršāki nekā mūsdienās, un lielākā daļa uzlabojumu no paaudzes paaudzē bija vērsti uz pulksteņa ātrumu. Faktiski CPU bieži tika nosaukti pēc to pulksteņa ātruma un nekā cita. Kad Intel izstrādāja savu nākamās paaudzes Net Burst arhitektūru, šķita pašsaprotami mēģināt dzīties pēc frekvences, un uzņēmumam bija lieli plāni, plāni, kas tikpat lielā mērā izgāja no sliedēm.

AMD bija pirmais uzņēmums, kas izlaida 1 GHz centrālo procesoru ar Athlon 1000, kas tika laists klajā 2000. gada martā, taču Intel jau pievērsa uzmanību 2 GHz barjerai. Līdz gada beigām tas bija laidis klajā savus pirmos Pentium 4 CPU, no kuriem ātrākais sasniedza 1,5 GHz. 2001. gadā Intel bija pirmais 2 GHz ar 2 GHz Pentium 4 mikroshēmu un a 3GHz modelis drīz sekoja 2002.

Tomēr šīm frekvencēm bija augsta cena. Intel bija spiests padarīt Net Burst konveijeru ārkārtīgi garu, kas nozīmēja, ka Pentium 4 instrukcijas pulkstenim (IPC) bija krietni zemākas par pat vecākiem Intel CPU un to, kas bija AMD.

Sākumā Intel plāns darbojās labi, un Pentium 4 mikroshēmas parasti pārspēja AMD Athlons. Intel dubultoja savu stratēģiju padarot Net Burst cauruļvadu vēl garāku, lai sasniegtu lielāku pulksteņa ātrumu. 2005. gadā bija paredzēts laist klajā 4 GHz Pentium 4, kam tuvākajā nākotnē sekos 10 GHz centrālais procesors. Tomēr Intel stratēģija bija balstīta uz Dennard Scaling, kas novēroja, ka frekvence pieaug katru paaudzi, neprasot vairāk enerģijas. Līdz 2005. gadam Intel atklāja, ka Dennard Scaling vairs netiek izmantots un ka pat 4 GHz bija grūti sasniegt, kā rezultātā 4GHz Pentium atcelšana.

Intel lēmumam samazināt IPC, lai sasniegtu augstākas frekvences, bija postošas ​​sekas, kad šie frekvenču pieaugumi izsīka, un AMD pārņēma vadību 2004. gadā. Intel beidzot atteicās no Net Burst un izstrādāja pilnīgi jaunu arhitektūru, kurā IPC bija prioritāte, nevis frekvences palielināšanai, piemēram, lielākajai daļai mūsdienu CPU.

Itanium: Intel sapņi par 64 bitu iztvaiko

Tajā pašā laikā Intel piegādāja Net Burst galddatoriem, bet Intel gatavoja ārkārtīgi ambiciozu plānu serveru centrālajiem procesoriem. x86 arhitektūra, kas tika izmantota Intel un AMD centrālie procesori bija ierobežoti līdz 32 bitu aprēķiniem, un jaunajam serveru tirgum Intel vēlējās izstrādāt 64 bitu procesorus ar vēl neredzētiem ātrumiem. Intel atteicās no idejas izveidot x86 64 bitu versiju un sadarbojās ar HP, lai izveidotu pilnīgi jauna IA-64 arhitektūra, kas darbināja Itanium CPU. Pirmās Itanium mikroshēmas bija paredzētas 1999. gadā palaist.

Itāna attīstība bija satrauktatomēr. Tas tika aizkavēts līdz 2001. gadam, un budžets sāka strauji augt. Kad tas beidzot tika izlaists 2001. gadā, tā veiktspēja nebija gluži konkurētspējīga ar citiem x86 CPU, un tikai Itanium spēja veikt aprēķinus 64 bitu režīmā bija galvenais pārdošanas punkts. Bet Itanium bija būtisks trūkums: tas nevarēja palaist x86 programmatūru. Visa esošā programmatūra bija jāpārraksta IA-64 arhitektūrai, kas nebija mazs uzdevums.

Ja Itanium bija iespaidīgs, tas bija vienkārši par tā atteikšanos mirt.

Līdz 2003. gadam AMD bija pabeidzis savu 64 bitu arhitektūru ar nosaukumu AMD64, kas bija x86 versija ar 64 bitu atbalstu. Intel jau iepriekš bija izlēmis pret šo stratēģiju dažādu iemeslu dēļ, taču, ieskatoties vēlāk, bija skaidrs, ka Itanium bija kļūda, jo AMD Opteron mikroshēmas sāka sagrābt tirgus daļu. AMD64 atbalstīja arī lielākie programmatūras uzņēmumi, piemēram, Microsoft, kas izvēlējās AMD64 kā savu 64 bitu arhitektūru. Galu galā AMD64 kļuva tik populārs Intel bija jāizgatavo pašam savas AMD64 servera mikroshēmas ar nosaukumu Xeon, un AMD64 kļuva par x86-64.

Bet šeit ir lieta: Xeon neaizstāja Itanium. Intel un HP gadiem ilgi cerēja, ka šī dubultās arhitektūras stratēģija izdosies, pat ja tādi uzņēmumi kā Dell un IBM pārtrauca Itanium serveru pārdošanu. Itanium pārtrauca saņemt ikgadējos atjauninājumus 2000. gadu vidū, un tā pēdējā mikroshēma tika palaista 2017. gadā. Tas beidzot tika pārtraukts 2020. gadā, bet ne agrāk izraisot apjomīgu tiesas prāvu starp Oracle un HP pāri atbalstam. Ja Itanium bija iespaidīgs, tas bija vienkārši par tā atteikšanos mirt.

Atoms: tikpat ātri kā atoms ir liels

Galu galā Intel attīrīja savu darbību pēc Pentium 4 un Itanium fiasko un atgriezās savā tradicionālajā līderpozīcijā. Līdz 2000. gadu beigām Intel saskatīja iespējas ārpus galddatoriem, klēpjdatoriem un serveriem, jo ​​tādas ierīces kā iPod kļuva ārkārtīgi populāras. Bet Intel bija lielākas vēlmes nekā darbināt ierīces, kas varētu ietilpt jūsu kabatā; tā vēlējās Intel CPU jebko, kam varētu būt procesors. Intel vajadzēja mikroshēmu, kas būtu maza, efektīva un pietiekami ātra, lai tiktu galā, tāpēc 2008. gadā uzņēmums laida klajā Atom.

Pēc pāris gadiem, lai izlīdzinātu pirmās Atom mikroshēmas, Intel bija gatavs laist klajā Atom Z600, kam bija jāiegūst viedtālruņu tirgus no Arm. Tas lepojās ar veiktspēju, kas daudz pārsniedza jebko, ko Arm varēja piedāvāt, un tam bija tāds pats enerģijas patēriņš. Anandtech bija pārliecināts, ka Z600 mainīs visu, sakot: "Viedtālruņu tirgus pēc 5 gadiem neizskatīsies pēc tam, ko mēs redzam šodien."

Tātad, kāpēc jūsu tālrunim vai tosterim nav Atom centrālā procesora? Iespējams, vissvarīgākais iemesls ir tas, ka x86 nekad nav izmantots viedtālruņiem vai citām ierīcēm, tāpēc programmatūra būs jāpārraksta. Šī būtībā bija tā pati kļūda, ko Intel pieļāva ar Itanium, un tas nogalināja savus viedtālruņu plānus pēc sešiem gadiem. Iespējams, nepalīdzēja arī tas, ka Atom vienīgā pretenzija uz slavu bija netbook un "lietu interneta" ierīces,

Bet nesen Intel beidzot atrada mājas Atom tīkla ierīcēs un tā jaunajos hibrīda procesoros, piemēram, 13900K, kam ir 16 E-kodoli. cēlies no Atom CPU. Tas nemaina faktu, ka Atom bija katastrofa vairāk nekā desmit gadus, bet vismaz kaut ko noder tagad.

Core i7-7700K: Intel pārtrauc mēģinājumus

Intel Net Burst aizstāja ar Core — arhitektūru, kas atrada līdzsvaru starp IPC un frekvenci, un tas nekavējoties kļuva par hitu. CPU, piemēram, Core 2 Duo E6300 un Core 2 Quad Q6600, bija daudz ātrāki nekā AMD neapmierinošais Athlon pēctecis Phenom. Intel jaunais uzbrukums personālajam datoram vainagojās ar otrās paaudzes Sandy Bridge un AMD FX Bulldozer centrālajiem procesoriem 2011. gadā, un Intel viegli uzvarēja. Intel atkal pieauga.

Tātad, kā Intel turpināja šo impulsu? Būtībā atkal un atkal palaižot vienu un to pašu centrālo procesoru. Tas nenozīmē, ka Intel nepanāca nekādu progresu; uzņēmums sekoja "tick-tock" modelim, kur Intel katrā paaudzē izlaida CPU ar jaunu ražošanas mezglu (tick) un pēc tam CPU ar jaunu arhitektūru (tock), atkārtojot un vēl. Taču šie tehnoloģiskie ieguvumi vairs neizpaudās nozīmīgos veiktspējas un vērtības uzlabojumos, kā tas bija agrāk, un tas bija tāpēc, ka Intel vairs nevajadzēja konkurēt.

Core i7-7700K, iespējams, bija bēdīgi slavenākā no šīm mikroshēmām, jo ​​​​tas bija burtiski Core i7-6700K ar dažiem papildu MHz.

Gala rezultāts bija septītās paaudzes Kaby Lake, kas tika laists klajā 2017. gadā un nebija ne ērce, ne tock, bet tā vietā ir "optimizācija", kas nozīmē, ka tie bija tikai pēdējās paaudzes CPU ar augstāku pulksteni ātrumiem. Core i7-7700K, iespējams, bija bēdīgi slavenākā no šīm mikroshēmām, jo ​​​​tas bija burtiski Core i7-6700K ar dažiem papildu MHz. PCGamesN savā pārskatā bija īpaši skarbs, sakot, ka tā ir "nospiedoša silīcija šķēle".

Šim stāstam ir laimīgas beigas, jo AMD beidzot atgriezās divus mēnešus vēlāk, izlaižot savu Ryzen 1000 CPU. Šīs pirmās paaudzes mikroshēmas nebija ieguvējas spēlēs, taču tām bija pārsteidzoši daudzkodolu sniegumu. Ryzen 7 1700 pārspēja 7700K būtībā jebkurā daudzkodolu darba slodzē, vienlaikus maksājot aptuveni tikpat. Galvenais bija Intel steiga, lai tajā pašā gadā izlaistu savus astotās paaudzes CPU, kas nozīmēja, ka Kaby Lake pat nepaguva pilnu gadu, pirms tas kļuva novecojis.

Core i3-8121U: mēs nerunājam par 10 nm

Lai gan Intel bija ērti iedarbināt vienu un to pašu centrālo procesoru divas reizes pēc kārtas, Kaby Lake nekad nebija paredzēts. Intel vienmēr bija plānojis pieturēties pie ķeksīša modeļa un pēc sestās paaudzes palaist 10 nm centrālo procesoru, taču uzņēmuma 10 nm mezglā attīstība noritēja slikti. Plāns 10 nm bija ārkārtīgi ambiciozs. Bija paredzēts, ka tam ir gandrīz trīskāršs 14 nm blīvums, papildus tā augstākajai efektivitātei. Intel vajadzēja zināt, ka pēc tam to nedarīt cīnījās, lai savlaicīgi izņemtu savus 14 nm CPU, bet tā vēlējās tehnoloģisku pārākumu, tāpēc gāja uz priekšu.

Sākotnējais 10 nm mērķis bija 2015. gadā, bet, tā kā 14 nm aizkavējās, 10 nm arī aizkavējās. 2017. gads bija jaunais palaišanas datums, taču 10 nm centrālo procesoru vietā Intel laida klajā savu trešo un ceturto 14 nm. CPU. Visbeidzot, Intel uzsāka 10 nm centrālo procesoru, kura pamatā ir Cannon Lake arhitektūra, Core i3-8121U. 2018. Diemžēl tas liecināja nevis par jaunas CPU paaudzes sākumu, izmantojot visprogresīvākās tehnoloģijas, bet gan par Intel vadības beigām.

Core i3-8121U 2018. gadā liecināja par Intel vadības beigām.

8121U bija šausmīgs 10nm un briesmīgs produkts pats par sevi. 10 nm mezgls bija tik salauzts, ka Intel varēja izgatavot tikai nelielu divkodolu centrālo procesoru, kura integrētā grafika bija apzināti atspējota, iespējams, tāpēc, ka tie nedarbojās pareizi. Intel bija nokodis vairāk, nekā spēja sakošļāt ar 10 nm, un kompānijas neprāta sekas uz visiem laikiem mainīs tā trajektoriju. Tā kā 10 nm ir iestrēguši izstrādes ellē, Intel varēja paļauties tikai uz 14 nm jebko, kam bija nepieciešama ievērojama veiktspēja.

Kā sānu piezīmi, Intel savā vietnē uzskaita visus CPU, ko tas ir izlaidis pēdējo divu desmitgažu laikā, un, lai gan 8121U lapa joprojām pastāv, lapa visiem 10 nm Cannon Lake centrālie procesori ir dzēsts, gandrīz kā Intel ir apmulsis.

Core i9-11900K: neizdodas sasniegt pacelšanos

Intel gadiem ilgi strādāja ar 14 nm, un, lai gan katra paaudze ienesa vairāk kodolu nekā iepriekšējā, frekvence ieguvumi no katra 14 nm uzlabojuma kļuva mazāki, un pievienojot vairāk kodolu, ievērojami palielinājās jauda patēriņu. Laikā, kad Intel laida klajā savus 10. paaudzes CPU (sesto pēc kārtas, kas izmanto 14 nm), AMD jau izmantoja TSMC 7 nm saviem Ryzen 3000 CPU. Intel augstākās klases Core i9-10900K nevarēja pārspēt AMD Ryzen 9 3900X, kas pat nebija galvenais, un atšķirībā no AMD centrālajiem procesoriem tam nebija PCIe 4.0 atbalsta.

Ja 10 nm nebija risinājums, tad vienīgais, kas jādara, bija ieviest jaunu arhitektūru. Intel nolēma uz mobilajām ierīcēm paredzētās Ice Lake mikroshēmas atjaunot līdz 14 nm, tādējādi nodrošinot tik ļoti nepieciešamo IPC pieaugumu par 19%. Varbūt Intel to vajadzēja izdarīt ātrāk, nevis gaidīt septītās paaudzes 14 nm CPU, taču labāk vēlāk nekā nekad, vai ne?

Tātad 11. paaudzes Rocket Lake centrālajiem procesoriem bija pavisam jauna arhitektūra, taču tam bija sava cena. Pirmkārt, CPU, kas paredzēts daudz blīvākam mezglam, atpakaļportēšana nozīmēja, ka kodoli bija masīvi uz 14 nm. Otrkārt, enerģijas patēriņš palielinās arī vecākiem procesiem, kas padara vairāk kodolu pievienošanu un pulksteņa ātruma palielināšanu grūtāku. Gala rezultāts bija "flagmanis" Core i9-11900K, kam bija niecīgi astoņi kodoli un 276 mm2 formas izmērs — tas ir mazāk kodolu nekā 10900K, lai gan tas ir lielāks.

11900K bija lemts; tas bija tehnoloģiski atpalicis un pārāk dārgs - 539 USD. Tas tik tikko varētu atbilst 450 $ Ryzen 7 5800X (nemaz nerunājot par Ryzen 9 5900X un 5950X) un pat zaudēja 10900K jebko, kas nebija īpaši vienpavedienu. Tas ir šokējoši, ka Intel veltīja pētniecībai un izstrādei pavisam jaunu CPU, kas pat nespēja pārliecinoši pārspēt savu priekšgājēju. Iespējams, Rocket Lake tika izveidots tikai ar mērķi iegūt PCIe 4.0 Intel galddatora centrālajā procesorā. Vismaz pārējais Rocket Lake klāsts bija pienācīgs, jo AMD pārtrauca konkurēt zemākajā un vidējā diapazonā.

Atgriešanās, bet par kādu cenu?

Ar saviem 12. un 13. paaudzes centrālajiem procesoriem Intel beidzot ir atgriezies pie datora veiktspējas līdera pozīcijas, taču kaitējums jau ir nodarīts. 10 nm bija paredzēts palaist 2015. gadā, taču tas veiksmīgi tika palaists tikai 2021. gadā ar Alder Lake un Ice Lake serveriem. Septiņi pilni gadi 14 nm CPU ir padarījuši Intel tikai par tā bijušā sevis ēnu, kas vēl nebija noticis, kad Intel sašķobījās ar Pentium 4, Itanium vai Atom.

Kopīgs pavediens starp visām šīm neveiksmēm ir Intel pārgalvība un piesardzības trūkums. Intel pieņēma, ka Pentium 4 būtu lielisks un bez problēmām sasniegtu 10 GHz, pat 30 GHz. Intel pieņēma, ka Itanium pārvaldīs datu centru, un nekad nav nopietni apsvēris iespēju, ka neviens nevēlas pārrakstīt katru x86 programmatūras daļu. Intel pieņēma, ka Atom gūs panākumus tikai tāpēc, ka tā bija lieliska aparatūra. Intel uzskatīja, ka tā inženieri varētu darīt jebko, un tā mērķis bija smieklīgs paaudzes pieaugums 10 nm.

No otras puses, ir arī diezgan ironiski, ka divas Intel visplašāk izmantotās neveiksmes ir ļāvušas uzņēmumam atgriezties. Hibrīdās arhitektūras CPU, piemēram, 13900K, ir iespējami tikai Atom dēļ, un bez E-kodolu šie CPU vienkārši būtu pārāk lieli un enerģijas izsalkuši. 10 nm arī spēlē milzīgu lomu Intel atgriešanās procesā, jo tādējādi uzņēmuma mikroshēmas ir aptuveni vienādas ar tām, kas ražotas TSMC. Cerams, ka šī 10 nm katastrofa ir devusi Intel jaunu izpratni par to, kā plāni var noiet greizi.