Микропроцессор изменил мир технологий, позволив создавать персональные компьютеры и мобильные девайсы. К 2000 году большинство ПК на планете оснащались микропроцессорами Intel. Эта компания стояла у истоков технологий, без которых мы теперь не представляем жизнь. Как все началось?
Основатели Intel
Гордон Мур защитил докторскую по химии и физике в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Потом он работал в лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса, но вскоре понял, что частный сектор более перспективен.
Его привлекали транзисторы — новое изобретение, которое еще не нашло своего применения в промышленности. В 1956 году Мур вернулся в Калифорнию и устроился в лабораторию Уильяма Шокли, одного из Нобелевских лауреатов и изобретателей транзисторов.
Роберт Нойс получил докторскую по физике твердого тела в Массачусетском технологическом институте. Его диссертация была посвящена транзисторам. В 1956 году он познакомился с Уильямом Шокли, работая в Philco Corporation, и перешел к нему в лабораторию.
Начало пути
Шокли был плохим руководителем. Он создавал давление на сотрудников и не давал им свободы. В 1957 году восемь его подчиненных ушли, получив прозвище «предательская восьмерка», и основали новую компанию Fairchild Semiconductor Corporation как филиал Fairchild Camera and Instrument Corporation.
В 1959 году Мур возглавил отдел исследований и разработок. Генеральным директором стал Роберт Нойс.
Зарождение микропроцессорных технологий
В 1958 году Джин Херни, один из основателей Fairchild Semiconductor Corporation, придумал наносить на транзисторы слой оксида кремния для защиты от загрязнений. Это позволило улучшить конструкцию.
Раньше Fairchild делала транзисторы на больших пластинах, вырезала их и соединяла проводами, а теперь можно было размещать их на одной пластине — так появилась интегральная схема.
Ту же идею одновременно придумал Роберт Нойс и Джек Килби из Texas Instruments Incorporated. Но Нойс пошел дальше: он придумал планарную технологию — способ производства микросхем, при котором металлические соединения встроены в пластину. Позже Нойс и Fairchild Semiconductor запатентовали эту технологию.
Нойс и Мур были недовольны тем, что Fairchild Semiconductor не уделяла разработкам достаточно внимания. Они решили создать свою компанию и обратились к венчурному капиталисту Артуру Року. Их бизнес-план был всего на одну страницу. Рок доверял Нойсу и Муру и дал им $3 млн на старт.
18 июля 1968 года они зарегистрировали компанию под названием N M Electronics, но скоро переименовали ее в Intel (от англ. integrated electronics, «интегрированная электроника»). Перед тем как выйти на биржу в 1971 году, Intel привлекла еще $2 млн инвестиций.
На пути к успеху
Нойс и Мур создали особую культуру управления, которая стала образцом для Кремниевой долины. Они отказались от иерархии и поощряли творчество. Третьим по значимости в Intel стал Эндрю Гроув, который смог эффективно организовать работу и поддерживать дисциплину. Благодаря ему работал закон Мура: число транзисторов на интегральной схеме регулярно удваивалось — каждые 18 или 24 месяца.
В 1992 году Intel впервые заработала более $1 млрд чистой прибыли. Тогда же Intel начала делать не только микросхемы, но и компоненты для компьютеров. С появлением линейки Pentium компания стала выпускать наборы микросхем и материнские платы. Позже многие производители стали делать компьютеры на базе Pentium.
В середине 1990-х годов спрос на ПК рос, и Intel продолжала делать все более мощные микропроцессоры. В 1995 году появился Pentium Pro с 5,5 млн транзисторов, который мог делать до 300 млн операций в секунду.
Затем Intel добавила технологию мультимедийных расширений к линейке Pentium, что позволяло улучшать характеристики ПК. К 1996 году доход компании составил $20,85 млрд, а чистая прибыль выросла до $5,16 млрд. В ноябре 1999 года корпорация Intel попала в индекс Dow Jones Industrial Average.
В конце 1990-х годов Intel купила несколько компаний, которые дали ей доступ к рынку продуктов беспроводной связи, сетевых технологий и встроенных микросхем управления. Корпорация Intel также вышла на рынок e-commerce, создав самую большую в мире торговую площадку для предприятий. К середине 1999 года объем интернет-продаж достиг $1 млрд в месяц.
Однако компания не забывала и про свою основную специализацию. В 1999 году Intel провела самый большой запуск, представив сразу 15 процессоров Pentium III и Pentium III Xeon.
Микропроцессорный бум и роль Intel
1971 год стал поворотным для компьютерной отрасли. Intel сделала первый в мире микропроцессор 4004 по заказу японского производителя калькуляторов Nippon Calculating Machine Corporation. Работая над этим проектом, Хофф придумал план центрального процессора (ЦП) на одном кристалле.
Сначала Intel видела микропроцессоры как улучшение, которое поможет увеличить память компьютера, но потом она поняла их потенциал.
В 1972 появился 8008, 8-разрядный микропроцессор, который был разработан вместе с 4004, но был ориентирован на обработку данных и символов, а не арифметических операций.
В 1974 году Intel запустила первый микропроцессор общего назначения 8080. За $360 Intel продавала целый компьютер на одном чипе, в то время как другие ПК стоили тысячи долларов. Скоро 8080 стал отраслевым стандартом, а Intel — лидером на рынке 8-битных систем.
Intel приложила максимум усилий, чтобы сделать свою архитектуру стандартом рынка. Когда в 1980 году International Business Machines Corporation (IBM) стала ставить в свои компьютеры микропроцессор 8008, Intel, казалось, победила конкурентов.
В 1971 году Intel сделала еще один революционный продукт — стираемую программируемую постоянную память (СППЗУ). Физик Intel Дов Фроман работал над проблемой надежности кремниевого затвора, используемого в металлооксидных полупроводниковых чипах. Так он понял, что «плавающие» затворы можно использовать для создания нового поколения микросхем.
Обычные микросхемы ПЗУ приходилось постоянно программировать, поскольку любые изменения требовали изготовления новой микросхемы. Но теперь Intel смогла предложить клиентам микросхемы, которые можно стирать и перепрограммировать с помощью ультрафиолета и электричества. На момент запуска СППЗУ была просто новинкой, но микропроцессоры создали на нее спрос.
Другой важной разработкой Intel в то время стали микросхемы периферийных устройств, оптимизированные для решения конкретных задач. Они позволили значительно расширить возможности компьютера, не увеличивая затраты на разработку ПО. Одной из важнейших разработок в области периферийных устройств стал сопроцессор. Фактически он был расширением ЦП и позволял эффективнее обрабатывать ресурсоемкие задачи. Так, благодаря инновациям, компания Intel снова опередила своих конкурентов.
История развития процессоров серии Intel Core
В 2006 году Intel представила процессор Core 2 Duo E6320 (4 МБ кэш-памяти, тактовая частота 1,86 ГГц, частота системной шины 1066 МГц). Core Duo имел два ядра и должен был конкурировать с процессорами AMD Athlon X2 и Opteron.
Перед этим компания сильно изменила позиционирование на рынке. Цены на Pentium и Pentium D были понижены, чтобы затянуть AMD в ценовую войну в 2005-2006 годах. Процессор Core 2 Duo помог Intel вновь обогнать AMD по производительности.
Стоит отметить, что цифры в названиях процессоров (i3, i5, i7 и так далее) не указывают на количество ядер, а на производительность. Компания регулярно выпускает новые поколения микропроцессоров: каждый цикл разработки занимает примерно год и решает одну из задач:
- уменьшение технологического процесса с использованием существующей микроархитектуры (цикл «тик»);
- выпуск процессоров на базе новой микроархитектуры (цикл «так»).
Стратегия «тик-так» была представлена в 2006 году, но спустя 10 лет была скорректирована: сейчас «тик» — процесс, а «так» — архитектура и оптимизация.
В 2008 году была выпущена усовершенствованная серия Nehalem на базе 45-нм. У этих процессоров было от одного до четырех ядер. Это был первый процессор Intel с технологией Turbo Boost, который мог работать на частоте 3,6 ГГц в течение коротких периодов времени. Благодаря улучшениям Nehalem смог работать в два раза быстрее, чем процессоры Core 2. Процессоры на базе Nehalem продавались под брендами Celeron, Pentium, Core i3, Core i5, Core i7 и Xeon.
Позже была создана версия матрицы Nehalem на 32-нм, которая получила название Westmere. Ее базовая архитектура не изменилась, но благодаря уменьшенному размеру внутри процессора удалось разместить дополнительные компоненты — вместо четырех ядер Westmere содержала до восьми.
Последующие поколения носили названия Sandy Bridge, Ivy Bridge, Haswell, Broadwell, Skylake, Kaby Lake, Coffee Lake и другие. Недавно вице-президент Intel Грегори Брайант сообщил о завершении разработки Meteor Lake на базе 7-нм техпроцесса. Эти процессоры будут выпущены в 2023 году.
Intel на современном этапе развития
В последние годы Intel имела ряд проблем: выпуск чипов нового поколения был задержан, а Apple начала делать собственные чипы.
В 2019 году Intel продала Apple бизнес по производству модемов для смартфонов, а годом позже уменьшила присутствие на рынке компьютерной памяти. По итогам 2020 года доля Intel на рынке микропроцессоров упала, тогда как основные конкуренты усилили позиции.
В начале 2021 года в отставку ушел Боб Свон, который был финансовым директором Intel с 2016 года, а в 2019 году стал временным генеральным директором. Новым руководителем Intel назначен Пэт Гелсингер.
Он уже представил новую стратегию Intel:
- запустить модель производства интегрированных устройств,
- создать вертикальный независимый бизнес по выпуску полупроводников Intel Foundry Services,
- удвоить производство микросхем и выполнять заказы для других брендов, чтобы конкурировать с азиатскими производителями.
Intel и ее основатели оказали огромное влияние на технологическую отрасль. Прогнозировать, в каком направлении она будет развиваться, непросто. Однако корпорация уже доказала, что умеет адаптироваться и видеть новые возможности. И этому у нее стоит поучиться.
Стоит также упомянуть наиболее популярные продукты и сервисы компании Интел:
Процессорная архитектура x86
Это семейство архитектур наборов команд complex instruction set computer (CISC), которые были созданы Intel на основе микропроцессора Intel 8086 и его модификации 8088.
Универсальная последовательная шина — USB
USB (Universal Serial Bus) — это универсальная последовательная шина, которая стала общепринятым стандартом для подключения различных устройств и широко распространена в настоящее время (уже в версии USB 3.1). Intel играла важную роль в разработке USB, а первые контроллеры этого типа были произведены компанией в 1995 году.
Intel 8080
Первый в мире микропроцессор общего назначения. Он появился в 1974 году и стал популярным частично из-за того, что его 40-контактный корпус облегчал интерфейс по сравнению с 16-контактным 8008. Это был чип, который дал возможность миллионам людей осознать, что они тоже могут иметь свой персональный компьютер..
Технология 3D-транзисторов
В течение десятков лет в электронике применялись только плоские структуры, но в 2011 году Intel внедрила в промышленное производство трёхмерную структуру. Технология называется Tri-Gate и позволила следить за Законом Мура за счёт значительного повышения производительности при низком рабочем напряжении.
XPoint
Технология хранения данных 3D XPoint, объявленная в 2015 году и разработанная совместно Intel и Micron Technology. Этот тип неизменяемой памяти стал мини-революцией систем хранения данных, будучи намного скорее NAND и более вместительным, чем DRAM. Продукты Intel уже представлены на рынке под брендом Optane.
Ethernet
Стандарт Ethernet, совместно разработанный Intel, Digital Equipment Corporation и Xerox, который до сих пор используется для соединения самых разных компьютерных систем в локальную сеть. Сегодня всё больше популярности получает 10-гигабитный стандарт Ethernet (10G Ethernet).
Многоядерная архитектура CPU
В 2005 году Intel впервые создала процессоры для ПК с несколькими вычислительными ядрами (семейство Pentium D), а затем перевела почти всё семейство потребительских продуктов на новый подход, сделав оценку производительности на ватт одним из главных показателей CPU. Имя Core (буквально — ядро) с тех пор постоянно применяется в названии большинства потребительских CPU компании.