آخرین بار AMD چگونه اینتل را شکست داد

با دیدن سرعتی که پردازنده‌های رایزن ای‌ام‌دی (AMD) قفسه‌های فروشگاه‌های سخت‌افزار را فتح می‌کنند، سخت نیست پس از سال‌ها رکود متوجه توجه علاقه‌مندان به پردازنده‌های دسکتاپ شویم. پردازنده‌های سری ۵۰۰۰ رایزن با عملکرد عالی تک‌هسته‌ای همراه‌ با گزینه‌های ۶، ۸، ۱۲ یا ۱۶ هسته‌ای، از نظر عملکرد فراتر از اینتل (Intel) ظاهر شده‌اند. با ستایش‌ شدید تمامی منتقدان، فکر کردن در موردزمانی ‌که ای‌ام‌دی با انتشار پردازنده‌های خود به این سطح از موفقیت دست یافت، سخت است.

ای‌ام‌دی قبلا از نظر عملکرد بر اینتل غلبه کرده است؛ اما پیروزی‌های پیشین در طول این سال‌ها در برابر این غول تراشه نادر هستند. به‌علاوه، هر بار اینتل در ظاهر از رقیب خود عقب می‌افتاد، پاسخ سریع و مؤثر بود.

داستان آخرین پیروزی ای‌ام‌دی بر اینتل

اگر می‌خواهید آخرین باری که ای‌ام‌دی از نظر عملکرد اینتل را کاملا به چالش کشید ببینید، باید با ماشین زمان به سال ۲۰۰۵ برگردید. این پردازنده دوهسته‌ای اتلون 64 X2 جدید بود که در آن زمان توانست نظر منتقدان را جلب کند و باعث شود پردازنده‌های پنتیوم ۴ اینتل و پردازنده‌های پنتیوم D مشتق‌شده از آن، قدیمی به‌ نظر برسند.

این اتلون ۶۴ سری X2 ای‌ام‌دی، جانشین پردازنده توانمند اتلون ۶۴ بود که اینتل را در نبرد پردازنده‌های ۶۴ بیتی شکست داد؛ اما در پایان زیر سایه  پنتیوم ۴ سری Extreme قرار گرفت. پنتیوم برای ربودن توجهات از ای‌ام‌دی، به سرعت کلاک بسیار بالا نیاز داشت که در مقایسه با نوآوری ای‌ام‌دی، یک ترفند ساده و پیش‌پاافتاده به نظر می‌رسید. با این مهاجم ۶۴ بیتی دوهسته‌ای، اینتل متوجه شد که تقریبا یک سال تا ارائه محصولی قابل رقابت فاصله دارد.

یک نقشه برای بازپس‌گیری برتری ازدست‌رفته

معماری Netburst اینتل که در پنتیوم ۴ استفاده می‌شد، منسوخ به نظر می‌رسید و حتی پیاده‌سازی فناوری دوهسته‌ای در این محصولات اینتل را به سطح عملکرد قابل رقابت با اتلون ای‌ام‌دی بازنگرداند. زمان آن رسیده بود که معماری جدیدی متولد شود و این منجر به توسعه معماری Core شد. اینتل برای رسیدن به معماری Core، ابتدا به سراغ تجدید نظر توالاتین (Tualatin) از طراحی پنتیوم سری ۳ رفت. اصلاحات در این طراحی منجر به ساخت پنتیوم M شد؛ یک پردازنده موبایل سریع و کارآمد با ویژگی‌هایی مانند SpeedStep که با تغییر ولتاژ و سرعت کلاک، عمر باتری را نیز افزایش می‌داد.

اینتل در سال ۲۰۰۶ به چیزی نیاز داشت تا علاقه‌مندان به اتلون 64 X2 را تحت تأثیر قرار دهد و تراشه لپ‌تاپ پنتیوم M بازطراحی‌شده نقش بزرگی در این موضوع ایفا کرد. معماری Core اینتل در اواسط همان سال با نسخه Core 2 Duo از راه رسید و مدل‌های Core 2 Extreme مخصوص علاقه‌مندان، تسلط اینتل بر ای‌ام‌دی را تقویت کرد. پیشنهادهای چهارهسته‌ای طی مدت یک سال به لیست محصولات پیوستند و بدین ترتیب محصولات اینتل به‌وضوح کارآمدتر و سریع‌تر شدند و حتی قیمتی بهتر از آنچه ای‌ام‌دی قادر به ارائه آن بود داشتند.

پیشرفت معماری Core

اما اینتل چطور این کار را کرد؟ در آن زمان، پردازنده Core 2 Duo اینتل از روند تولید ۶۵ نانومتری در مقایسه با ۹۰ نانومتری پردازنده‌های ای‌ام‌دی، استفاده می‌کرد. محصول اینتل از دستورالعمل‌های بیشتر در هر سیکل ساعت پشتیبانی می‌کرد، سرعت کلاک و پهنای گذرگاه داده بیشتری ارائه می‌داد، حافظه نهان L2 بیشتری به کار می‌گرفت و در ولتاژ پایین‌تر با توان طراحی حرارتی کمتر کار می‌کرد.

این ویژگی‌ها در کنار هم، در بهبود عملکرد نقش بازی می‌کردند. به‌عنوان مثال، این تراشه‌ها از طریق جفت‌سازی دستورالعمل‌ها برای اجرا، به لطف ویژگی که اینتل با نام «Macro-Fusion» از آن یاد می‌کرد، کارآمدتر شدند. علاوه بر این، به ‌جای اختصاص مقدار مجزایی حافظه پنهان برای هر هسته، حافظه پنهان L2 بین هر دو هسته به اشتراک گذاشته می‌شد. تمام درسی که اینتل در مورد مدیریت انرژی از پنتیوم M آموخت، سرانجام بازده بیشتری به پردازنده‌های Core افزود.

تزلزل برتری ای‌ام‌دی و تفکر طولانی‌مدت اینتل

اینتل با استفاده از فرایند ۴۵ نانومتری، فشار بر ای‌ام‌دی را ادامه داد و بدین ترتیب امکان مصرف برق کمتر و سرعت کلاک بیشتر فراهم کرد. این حرکت بخشی از مدل تولید تیک-تاک (Tick-Tock) اینتل بود. هرگونه تغییر در ریزمعماری به‌عنوان یک «تیک» در نظر گرفته می‌شد. پس از هر تیک، تغییرات ریزمعماری با کوچک شدن فرایند تولید، یعنی مراحل «تاک» همراه می‌شد. درحالی‌که اینتل برای حفظ برتری در جنگ بهره‌وری به‌صورت بی‌وقفه در حال کار بود، ای‌ام‌دی چند تصمیم تجاری گرفت که تأثیر ماندگاری بر جای گذاشت.

در اواخر سال ۲۰۰۶، ای‌ام‌دی سازنده کارت گرافیک مطرح آن زمان یعنی ATI را با هزینه‌ای معادل ۵٫۴ میلیارد دلار خریداری کرد. پردازنده بعدی آن‌ها به سختی با Core 2 Quad اینتل قابل رقابت بود و سایر ضعف‌های عملکردی شرکت باعث تزلزل بیشتر اعتبار ای‌ام‌دی شدند. در تمام این مدت، اینتل یک بازگشت چشمگیر داشت. بحران مالی چند سال بعد باعث شد ای‌ام‌دی در موقعیت دشوارتری قرار گیرد.

البته نشانه‌های بازگشت ای‌ام‌دی به خط اول رقابت با معرفی هسته گرافیکی نسل بعد کارت گرافیکی در سال ۲۰۱۲، طراحی‌های انجام‌شده توسط ای‌ام‌دی برای کنسول Wii U، ایکس باکس وان و پلی‌استیشن ۴ در سال ۲۰۱۳ و سرانجام معرفی پردازنده‌های رایزن، سال‌ها بعد (۲۰۱۷) اتفاق افتاد.

تغییر راهکارهای گذشته

طرح تیک تاک برای اینتل معجزه‎آسا بود و ارائه مجموعه‌ای از پردازنده‌های چشمگیر به بازار و حدود ۱۰ سال فاصله جدی با ای‌ام‌دی ثمرات این برنامه بودند. وقتی سال ۲۰۱۶ فرارسید، اینتل تغییراتی در مدل توسعه فرایند-معماری-بهینه‌سازی ایجاد کرد و یک مرحله‌ی دیگر به استراتژی تیک-تاک افزود. این شرکت دلیل اصلی تغییر شرایط را امکان‌سنجی اقتصادی عنوان کرد؛ زیرا حرکت به سمت نانومترهای کوچک‌تر با احتمال افزایش هزینه‌ها همراه بود. بااین‌حال استفاده از فرایند تولید ۷ نانومتری نقش مهمی در برتری ای‌ام‌دی بر اینتل و کسب شتابی دارد که آن‌ها را در موقعیت موفق امروز قرار داده است.

چه انتظاری می‌توان داشت

درحالی‌که در آخرین بنچمارک‌ها اینتل پشت سر ای‌ام‌دی قرار گرفته است، اقدامات بعدی اینتل حائز اهمیت بسیاری خواهند بود. در حال حاضر ما فقط جزئیات کمی در مورد پردازنده‌های آینده اینتل با نام راکت لیک می‌دانیم. این پردازنده‌ها با معماری کاملا جدید به بازار ارائه خواهند شد و مدل‌های مشتق‌شده از پردازنده‌های اسکای لیک (Skylake) را که اکنون در حال فروش هستند، بازنشسته خواهند کرد.

برخی از شایعات افزایش عملکرد ۱۰ تا ۱۸ درصدی در مقایسه با نسل فعلی برای سری راکت لیک پیش‌بینی می‌کنند و از این نظر ارتقای سری راکت لیک ملایم به نظر می‌رسد. ارتقای جذاب‌تر این پردازنده‌ها شامل پشتیبانی از PCIe 4.0، پشتیبانی از حافظه با سرعت بالاتر و ادغام گرافیک‌های جدید سری Xe اینتل است.

نسل دوازدهم پردازنده‌های Core اینتل ملقب به آلدر لیک (Alder Lake)، نسلی که پس از راکت لیک ارائه خواهد شد، با آنچه اینتل از اقدامات گذشته خود الهام گرفته است، مطابقت بیشتری دارد. انتظار نمی‌رود سری آلدر لیک تا اواخر سال ۲۰۲۱ به بازار راه یابد. این سری با استفاده از فرایند ۱۰ نانومتر تولید خواهد شد و فضای بیشتری جهت رقابت در زمینه قدرت و بهره‌وری درمقابل ای‌ام‌دی، به اینتل خواهد داد. اگر همه چیز طبق برنامه‌ریزی‌های انجام‌شده پیش برود، انتظار می‌رود اینتل با ارائه هسته‌های بیشتر به همراه پشتیبانی از حافظه DDR5 در این نسل به یک نسخه با عملکرد چشمگیر برسد.

بر اساس وقایع گذشته، به نظر می‌رسد اینتل می‌تواند جایگاه خود را به‌عنوان پادشاه عملکرد پردازشی بازیابی کند؛ اما مصرف‌کنندگان باید تا زمان ارائه راکت لیک و سپس آلدر لیک صبور باشند. البته ای‌ام‌دی (یا اپل) شگفتی‌های کمی برای عقب نگه داشتن اینتل نخواهند داشت. چیزی که این رقابت به ما نشان می‌دهد این است: این دو رقیب ضربات حساب‌شده‌ای برای سال‌های آینده خواهند داشت.

به نظر شما با حضور بازیگران جدیدی مانند اپل، برنده سال‌های آتی این بازار کدام شرکت خواهد بود؟