L'ascension, la chute et la renaissance d'AMD

AMD est l'un des plus anciens fabricants de microprocesseurs grand public et a été un sujet de controverse parmi les fans de technologie pendant près de cinquante ans. L'histoire de l'entreprise s'est transformée en un récit captivant plein de succès héroïques, d'erreurs désespérées et de quasi-ruine. Alors que d'autres sociétés de semi-conducteurs allaient et venaient, AMD a résisté à de nombreuses tempêtes et a mené de nombreuses batailles dans les salles de conseil, les tribunaux et les rayons des magasins.



Dans cet article, nous explorerons le passé de l'entreprise, explorerons ses chemins sinueux vers l'état actuel et prédirons la suite pour ce vétéran de la Silicon Valley.

La randonnée pour la gloire et la fortune

Pour commencer notre histoire, nous devons remonter le temps et voyager en Amérique à la fin des années 1950. Le pays, qui a prospéré après les années difficiles de la Seconde Guerre mondiale, est devenu un site d'innovation technologique de pointe.



Des sociétés telles que Bell Laboratories, Texas Instruments et Fairchild Semiconductor ont embauché les meilleurs ingénieurs et, l'une après l'autre, ont lancé des produits qui étaient les premiers dans leur domaine: transistor bipolaire, circuit intégré, MOSFET (MOSFET).





Fairchild Engineers vers 1960: quitté Gordon Moore, premier plan Robert Noyce



Ces jeunes professionnels voulaient rechercher et développer des produits encore plus étonnants, mais à cause d'une direction prudente qui se souvenait d'une époque où le monde était effrayant et instable , les ingénieurs avaient envie de tenter leur chance eux-mêmes.



Ainsi, en 1968, deux ingénieurs de Fairchild Semiconductor, Robert Noyce et Gordon Moore, ont quitté l'entreprise et ont suivi leur propre chemin. Cet été-là, NM Electronics est apparu, qui, une semaine plus tard, a été renommé Integrated Electronics , ou Intel, pour faire court.



D'autres ont suivi, et moins d'un an plus tard, huit autres personnes ont quitté Fairchild, organisant ensemble leur propre entreprise de développement et de fabrication d'électronique: Advanced Micro Devices (naturellement, c'était AMD).



Le groupe est dirigé par l'ancien directeur marketing de Fairchild, Jerry Sanders. Ils ont commencé par repenser les produits Fairchild et National Semiconductor, sans essayer de concurrencer directement des sociétés comme Intel, Motorola et IBM (qui ont dépensé des sommes importantes en recherche et développement de nouveaux circuits intégrés).



Après un début modeste, en quelques mois seulement, AMD, qui a déménagé de Santa Clara à Sunnyvale, a commencé à créer des produits offrant une efficacité, une tolérance de charge et une vitesse élevées. Ces micropuces ont été conçues pour répondre aux normes de qualité des forces armées américaines, ce qui a donné à l'entreprise un avantage significatif dans l'industrie informatique encore jeune, où la fiabilité et la stabilité de la production variaient considérablement.





Premier processeur de copie d'AMD - Am9080. Image: Wikipedia



Au moment où Intel a sorti le premier microprocesseur 8 bits en 1974 (8008), AMD était déjà une entreprise publique avec un portefeuille de plus de 200 produits, dont un quart étaient ses propres conceptions, y compris des puces RAM, des compteurs logiques et registres à décalage. L'année suivante, une foule de nouveaux modèles: propre famille de circuits intégrés (CI) Am2900 et processeur 2 MHz 8 bits AMD Am9080 - clone descendant de l'Intel 8008, obtenant la rétro-ingénierie. Ce dernier était un ensemble de composants qui sont maintenant entièrement intégrés dans le CPU et le GPU, mais il y a 35 ans, les périphériques arithmétiques et les contrôleurs de mémoire restaient des puces séparées.



Le plagiat flagrant de l'architecture d'Intel selon les normes actuelles peut sembler assez choquant, mais il était tout à fait conforme à l'époque de la naissance des micropuces. Le processeur clone a ensuite été renommé 8080A car AMD et Intel ont signé un accord de licence croisée en 1976. On supposerait qu'il valait un sou, mais son prix était de 325 mille dollars (1,65 million à des prix modernes).



Cet accord a permis à AMD et Intel de submerger le marché avec des puces terriblement rentables, qui se sont vendues un peu plus de 350 $ (pour les modèles de niveau «militaire», le prix était deux fois plus élevé). En 1977, le processeur 8085 (3 MHz) est apparu, bientôt suivi du 8086 (8 MHz). Des améliorations dans la conception et la fabrication ont abouti au 1979 8088 (5 à 10 MHz); la même année, la production a commencé à l'usine d'AMD à Austin, au Texas.



Lorsque IBM a amorcé en 1982 le passage des mainframes à ce qu'elle appelait des "ordinateurs personnels" (PC), la société a décidé d'externaliser la création des périphériques plutôt que de les fabriquer en interne. Pour cela, le premier processeur Intel x86 a été sélectionné sous le nom 8086; cependant, il a été convenu qu'AMD serait un fournisseur secondaire pour assurer la continuité de l'approvisionnement en processeurs pour IBM PC / AT.





L'acheteur peut choisir n'importe quelle couleur, à condition qu'elle soit beige. IBM 5150 PC de modèle 1981



En février de la même année, un contrat a été signé entre AMD et Intel, selon lequel le premier a reçu le droit de créer les processeurs 8086, 8088, 80186 et 80188 - non seulement pour IBM, mais aussi pour de nombreux clones IBM (l'un d'eux était compaq). Vers la fin de 1982, AMD a également commencé à fabriquer un Intel 80286 16 bits, désigné Am286 .



Il deviendrait plus tard le premier processeur de PC de bureau vraiment significatif, et alors que les modèles Intel variaient généralement de 6 à 10 MHz, AMD a commencé à 8 MHz et est passé à un énorme 20 MHz. Sans aucun doute, cela a marqué le début de la bataille pour la domination sur le marché des processeurs entre deux forces puissantes de la Silicon Valley: ce qu'Intel développait, AMD essayait de l'améliorer.



Au cours de cette période, le marché des jeunes PC a connu une croissance énorme, si bien qu'AMD proposait l'Am286 à une vitesse nettement supérieure à celle du 80286, Intel a essayé d'arrêter AMD. Elle y parvint en lui refusant une licence pour la prochaine génération de processeurs 386.



AMD a intenté une action en justice, mais il a fallu quatre ans et demi pour terminer la procédure. Bien que le tribunal ait statué qu'Intel n'était pas obligé de transférer chaque nouveau produit à AMD, il a été jugé qu'Intel violait une présomption implicite de bonne foi.



Intel a refusé d'accorder une licence dans une période critique, juste au moment où le marché des PC IBM passait de 55% à 84%. N'ayant pas accès aux spécifications des nouveaux processeurs, AMD a passé plus de cinq ans à faire de la rétro-ingénierie du 80386 pour le commercialiser sous le nom d' Am386 . Après la sortie du processeur, il a de nouveau prouvé qu'il était supérieur au modèle Intel. L'original 386 est sorti en 1985 à seulement 12 MHz et a ensuite atteint 33 MHz, tandis que la version la plus puissante, l'Am386DX, est arrivée en 1989 à 40 MHz.





Le succès de l'Am386 a été suivi par la sortie en 1993 du très attractif Am486 à 40 MHz, qui offrait environ 20% de performances en plus que l'Intel i486 à 33 MHz pour le même prix. La situation s'est répétée pour toute la ligne 486: le 486DX d'Intel a culminé à 100 MHz, mais AMD a proposé une alternative plus rapide à 120 MHz. Pour mieux illustrer les succès d’AMD au cours de cette période, disons que le chiffre d’affaires de l’entreprise a doublé: de 1 milliard de dollars en 1990 à plus de deux milliards en 1994.



En 1995, AMD a sorti le processeur Am5x86en tant qu'héritier du 486, le positionnant comme une mise à niveau pour les anciens ordinateurs. L'Am5x86 P75 + se vantait de 150 MHz, et la désignation P75 signifiait qu'il était comparable en performances à l'Intel Pentium 75. Le signe + signifiait que la puce AMD était légèrement plus rapide en mathématiques entières que son concurrent.



En réponse, Intel a modifié l'étiquetage de ses produits pour se distancer de ses concurrents et d'autres fabricants. L'Am5x86 a procuré à AMD des revenus importants, à la fois dans les nouvelles ventes et dans les mises à niveau des machines avec 486 processeurs. Comme dans le cas des Am286, 386 et 486, AMD a continué d'augmenter la part de marché de ses produits, en les positionnant comme des systèmes embarqués.



En mars 1996, le premier processeur entièrement développé par les ingénieurs AMD est sorti: 5k86renommé plus tard en K5. La puce devait concurrencer Intel Pentium et Cyrix 6x86, donc la mise en œuvre correcte du projet était essentielle pour AMD - elle devait obtenir un coprocesseur mathématique beaucoup plus puissant pour traiter les nombres à virgule flottante que Cyrix, qui était à peu près égal en performances au coprocesseur Pentium 100, en tandis que les performances entières étaient censées atteindre le Pentium 200.





Instantané en cristal K5 de couleur conventionnelle. Image: Wikipedia



En fin de compte, la chance a été perdue car le projet a souffert de problèmes d'architecture et de fabrication. En conséquence, les processeurs n'ont pas atteint les fréquences et les performances requises, apparaissant sur le marché plus tard, ce qui a entraîné de faibles volumes de vente.



À ce moment-là, AMD avait dépensé 857 millions de dollars pour NexGen , une petite société de conception de puces sans installations de fabrication propres. Les processeurs de cette société ont été fabriqués par IBM. Le K5 d'AMD et le K6 en cours de développement ont rencontré des problèmes de mise à l'échelle vers des vitesses d'horloge plus élevées (150 MHz et plus), et le NexGen Nx686 avait déjà une vitesse de base de 180 MHz. Après avoir acheté l'entreprise, le processeur Nx686 s'est transformé en AMD K6et le projet initial de développement de puces a été mis en décharge.





Le K6-2 présente le jeu d'instructions AMD 3DNow !, basé sur le principe SIMD (instruction unique, données multiples).



La croissance d'AMD s'est traduite par le déclin d'Intel, qui a commencé avec l'avènement de l'architecture K6, qui concurrençait Intel Pentium, Pentium II et Pentium III. Grâce au K6, les progrès d’AMD vers le succès se sont accélérés; pour cela, il faut rendre hommage à l'intelligence et au talent de l'ancien employé d'Intel Vinod Dham («le père du Pentium»), qui a quitté Intel en 1995 pour NexGen.



Lorsque le K6 est sorti sur les tablettes en 1997, c'était une alternative assez décente au Pentium MMX. Le K6 est passé de victoire en victoire - de 233 MHz dans le premier modèle à 300 MHz dans la révision Little Foot de janvier 1998, suivi de 350 MHz dans le Chomper K6-2(Mai 1998) et une étonnante 550 MHz dans la révision "Chomper Extended" (septembre 1998).





K6-2 présente le jeu d'instructions AMD 3DNow! Basé sur le principe SIMD. Il était essentiellement le même qu'Intel SSE, mais offrait un accès plus facile aux fonctions de traitement en virgule flottante du processeur; l'inconvénient était que les programmeurs devaient intégrer une nouvelle commande dans chaque nouveau code; de plus, pour utiliser cette fonction, il était nécessaire de réécrire les correctifs et les compilateurs.



Comme le premier K6, le processeur K6-2 était un bien meilleur achat qu'un concurrent, et coûtait souvent moitié moins cher que les puces Intel Pentium. La dernière version de K6, appelée K6-III , était un processeur plus complexe, le nombre de transistors dans lequel est passé à 21,4 millions (dans le premier K6 - 8,8 millions, dans K6-II - 9,4 millions).



AMD PowerNow! A été intégré, modifiant la vitesse de manière dynamique en fonction de la charge. Le K6-III, dont la fréquence d'horloge atteignait 570 MHz au fil du temps, était assez cher à fabriquer et avait une durée de vie assez courte, réduite par l'apparition du K7, qui était mieux adapté pour concurrencer le Pentium III et les modèles ultérieurs.





1999 est devenu le zénith de l’âge d’or d’AMD - l’avènement du processeur K7 sous la marque Athlon a montré que ses produits ne sont plus une alternative clonée moins chère.



Les processeurs Athlon à partir de 500 MHz ont été installés dans le nouveau slot A (EV6) et ont utilisé un nouveau bus système interne sous licence DEC. Il était cadencé à 200 MHz, dépassant largement le bus de 133 MHz utilisé par Intel. Juin 2000 a vu l'introduction de l' Athlon Thunderbird , un processeur qui a été loué par beaucoup pour son overclockabilité; il avait un support intégré pour les modules RAM DDR et un cache de niveau 2 entièrement fonctionnel sur la puce.





Puissance de traitement 64 bits de 2 gigahertz. Image: Wikipedia



Thunderbird et ses successeurs (Palomino, Thoroughbred, Barton et Thorton) ont combattu le Pentium 4 pendant les cinq premières années du nouveau millénaire, généralement à un prix inférieur, mais toujours avec de meilleures performances. En septembre 2003, Athlon a été mis à niveau avec la sortie de K8 (nom de code ClawHammer), mieux connu sous le nom d' Athlon 64 , car ce processeur a ajouté une extension 64 bits au jeu d'instructions x86.



Cet épisode est considéré par beaucoup comme un moment déterminant pour AMD: la poursuite des mégahertz à tout prix a transformé l'architecture Netburst d'Intel en un exemple classique d'un blocage du développement.



Le bénéfice et le bénéfice d'exploitation étaient excellents pour une entreprise aussi petite. Bien que ses niveaux de revenus n'aient pas atteint les revenus d'Intel, AMD était fier de son succès et en attendait plus. Mais quand on est au sommet de la plus haute des montagnes, il faut tout mettre en œuvre pour y rester, sinon on n'a qu'un seul chemin.

Paradis perdu

Il n'y avait aucune raison spécifique qui a conduit AMD à tomber de sa position haute. La crise économique mondiale, les erreurs de gestion interne, les mauvaises prévisions financières, les étourdissements dus aux propres succès d'Intel, la chance et la surveillance - tous ont joué un rôle d'une manière ou d'une autre.



Mais voyons comment la situation a évolué au début de 2006. Le marché des CPU était saturé de produits AMD et Intel, mais le premier avait des processeurs tels que la remarquable série Athlon 64 FX basée sur K8. Le FX-60 est un processeur double cœur avec une fréquence de 2,6 GHz, et le FX-57 est un processeur simple cœur qui fonctionne à une fréquence de 2,8 GHz.



Les deux transformateurs ont dépassé tous les autres produits sur le marché, comme le montrent les critiques de l'époque.... Ils étaient très chers - le FX-60 vendu au détail pour plus de 1000 $, mais le processeur le plus puissant d'Intel, le Pentium Extreme Edition 955 à 3,46 GHz , avait le même prix . Il semblait qu'AMD avait un avantage sur le marché des stations de travail / serveurs - les puces Opteron ont surpassé les processeurs Intel Xeon en termes de performances.



Le problème d'Intel était l'architecture Netburst, une structure de pipeline ultra-profonde qui nécessitait des vitesses d'horloge très élevées pour être compétitif, ce qui augmentait à son tour la consommation d'énergie et la dissipation de chaleur. L'architecture a atteint ses limites et ne pouvait plus fournir le niveau requis.Intel a donc fermé son développement et s'est tourné vers son ancienne architecture de processeurs Pentium Pro / Pentium M pour créer le successeur du Pentium 4.





Le programme a d'abord conçu Yonah pour les plates-formes mobiles, puis, en août 2006, l'architecture dual-core de Conroe pour les ordinateurs de bureau. Intel était si désireux de sauver la face qu'il n'a laissé le nom de Pentium qu'aux modèles bas de gamme , le remplaçant par Core - 13 ans de domination de la marque se sont terminés en un instant.



Le passage à une puce haute performance et basse consommation a parfaitement coïncidé avec l'émergence de nombreux marchés, et Intel a presque instantanément retrouvé sa couronne , devançant les performances dans le secteur des systèmes grand public et puissants. À la fin de 2006, AMD a été poussé à son apogée de performance maximale, mais la raison de son déclin était des décisions désastreuses de la direction.



Trois jours avant la sortie de l'Intel Core 2 Duo, AMD a publié une déclaration entièrement approuvée par le PDG Hector Ruiz (Sanders avait pris sa retraite quatre ans plus tôt). Le 24 juillet 2006, AMD a annoncé son intention d'acquérir le fabricant de cartes graphiques ATI Technologies . L'opération valait 5,4 milliards de dollars (4,3 milliards de dollars en espèces et en prêts, 1,1 milliard de dollars provenant de la vente de 58 millions d'actions). L'accord représentait un gros risque financier, il valait 50% de la capitalisation boursière d'AMD, et même s'il était logique, le prix ne le justifiait pas du tout.



ATI était excessivement cher car (comme Nvidia) il ne fournissait pas du tout ce niveau de revenus. ATI n'avait pas non plus d'installations de fabrication, son prix se composait presque entièrement de propriété intellectuelle.



Au fil du temps, AMD a reconnu son erreur en enregistrant une baisse de 2,65 milliards de dollars en raison de la valeur surévaluée d'ATI.



Pour évaluer la surveillance du manuel, nous comparons cette situation avec la vente de la division ATI sous le nom d'Imageon, qui était engagée dans le graphisme pour les appareils portables. Il a été vendu par Qualcomm pour seulement 65 millions d'euros. Cette unité s'appelle désormais Adreno (un anagramme du mot «Radeon») et son produit est devenu une partie intégrante du SoC Snapdragon.



Xilleon, Un SoC 32 bits pour les téléviseurs numériques et les décodeurs de télévision par câble, vendu par Broadcom pour 192,8 millions d'euros.





Outre l'argent dépensé avec prudence, les consommateurs ont été grandement déçus par la réponse d'AMD à l'architecture mise à jour d'Intel. Deux semaines après la sortie de Core 2, le président-directeur général d'AMD, Dirk Meyer, a annoncé l'achèvement du nouveau processeur AMD K10 Barcelona . C'était une décision décisive pour l'entreprise sur le marché des serveurs, car l'appareil était un puissant processeur quadricœur. Intel à l'époque ne produisait que des puces Xeon bicœur.



La nouvelle puce Opteron est apparue avec du bruit en septembre 2007, mais elle n'a pas pu voler la renommée d'Intel: la société a officiellement terminé la production du processeur, détectant un bug, ce qui, dans de rares cas, peut entraîner des blocages lors de l'imbrication d'entrées dans le cache. Malgré la rareté de l'occurrence, le bug TLB a mis fin à la production d'AMD K10; au fil du temps, un correctif BIOS a été publié qui a résolu le problème sur les processeurs fabriqués, mais au prix d'une perte d'environ 10% de performances. Au moment où les processeurs ont sorti la nouvelle version de «B3 stepping» après 6 mois, les dommages étaient déjà faits, à la fois monétaires et de réputation.



Un an plus tard, vers la fin de 2007, AMD a introduit le K10 quadricœur sur le marché des ordinateurs de bureau. À ce moment-là, Intel avait pris les devants et sorti le désormais célèbre Core 2 Quad Q6600... En théorie, le K10 avait une meilleure conception - les quatre noyaux étaient sur une seule matrice, par opposition au Q6600, qui utilisait deux cristaux séparés. Cependant, AMD a difficilement réussi à atteindre les fréquences d'horloge indiquées, et la meilleure version du nouveau processeur avait une fréquence de seulement 2,3 GHz. Le processeur était plus lent que le Q6600, bien que de 100 MHz, mais il s'est avéré être un peu plus cher.





Cependant, l'aspect le plus mystérieux de tout cela a été la décision d'AMD de créer un nouveau nom de modèle: Phenom . Intel est passé au Core car le Pentium est devenu synonyme de prix et de consommation d'énergie extrêmement élevés, tout en ayant des performances plutôt médiocres. D'un autre côté, le nom Athlon était bien connu de tous les passionnés d'informatique, et il était associé à la vitesse. La première version du Phenom n'était pas si mauvaise , elle s'est avérée moins bonne que le Core 2 Quad Q6600 déjà sur le marché; en outre, Intel propose déjà des produits plus rapides.



Cela avait l'air étrange, mais AMD semblait délibérément éviter les publicités. En outre, la société n'a pas du tout participé à la partie logicielle de l'entreprise; une façon très intéressante de faire des affaires, sans parler de la concurrence dans l'industrie des semi-conducteurs. Un aperçu de cette époque dans l'histoire d'AMD serait incomplet sans mentionner les mouvements anticoncurrentiels d'Intel. À ce stade, AMD a dû se battre non seulement avec les puces Intel, mais aussi avec les actions de cette société pour promouvoir le monopole, y compris les fabricants de cartes avec des fonds énormes (d'un montant de milliards de dollars) pour s'opposer activement à l'utilisation des processeurs AMD dans les nouveaux ordinateurs. Intel a payé 723 millions de dollars à Dell au



premier trimestre 2007rester l'unique fournisseur de processeurs et de chipsets, représentant 76% du résultat d'exploitation total de l'entreprise, soit 949 millions d'euros. AMD a gagné plus tard 1,25 milliard de dollars dans un règlement; Il semble que ce soit étonnamment petit, mais il a probablement été tenu compte du fait que lorsque Intel était engagé dans ses intrigues, AMD elle-même ne pouvait pas vendre un nombre suffisant de processeurs à ses clients.



Cela ne veut pas dire qu'Intel devait faire tout cela. Contrairement à AMD, l'entreprise avait des objectifs définis de manière rigide et une plus grande variété de produits et de propriété intellectuelle. Il disposait également de réserves monétaires incomparables: à la fin de la première décennie du siècle, Intel a réussi à réaliser des revenus de plus de 40 milliards et 15 milliards de revenus d'exploitation. Cela a permis d'allouer d'énormes budgets pour le marketing, la recherche et le développement de logiciels, ainsi que pour la production, idéalement ajustés aux propres produits et calendriers de l'entreprise. Ces seuls facteurs ont permis à AMD de se battre pour sa part de marché.



Le trop-payé de plusieurs milliards de dollars pour ATI et les intérêts qui l'accompagnent sur le prêt, le successeur défaillant du K8 et les problèmes de mise sur le marché des puces ont été des coups durs. Mais la situation allait bientôt empirer.

Un pas en avant, un sur le côté et quelques en arrière

En 2010, l'économie mondiale a continué de souffrir des effets de la crise financière de 2008 . Quelques années plus tôt, AMD a abandonné sa division de mémoire flash avec tous les fabricants de puces - pour finalement devenir GlobalFoundries , qu'AMD utilise toujours pour certains de ses produits. Avec environ 10% de ses employés licenciés, toutes ces économies et ces investissements ont laissé AMD modérer son ambition et se concentrer entièrement sur la conception de processeurs.



Au lieu de perfectionner la conception, le K10 AMD a commencé à créer un nouveau projet, et vers la fin de 2011, la nouvelle architecture Bulldozer a été publiée. Les K8 et K10 étaient de véritables processeurs multithread simultanés (SMT), et la nouvelle conception a été classée comme «multithreading en cluster».





Structure Bulldozer à quatre modules. Image: Wikipedia



Lors du développement de Bulldozer, AMD a décidé d'adopter une approche modulaire - chaque cluster (ou module) contenait deux cœurs entiers, mais ils n'étaient pas vraiment indépendants. Ils avaient des caches communs L1 (équipes) et L2 (données), un dispositif de réception / décodage des commandes et une unité de traitement pour les nombres à virgule flottante. AMD est allé jusqu'à abandonner le nom Phenom et revenir aux jours de gloire d'Athlon FX, donnant aux premiers processeurs Bulldozer le nom simple AMD FX .



Le sens de tous ces changements était de réduire la taille globale des puces et d'augmenter leur efficacité énergétique. Au fur et à mesure que la surface de la matrice diminue, le nombre de puces produites augmente, ce qui entraîne des profits plus élevés, et l'efficacité énergétique augmente les vitesses d'horloge. De plus, en raison de son évolutivité, l'architecture devrait être adaptée à davantage de niches de marché.



Meilleur modèle en octobre 2011 Lancement du FX-8510revendiqué quatre clusters, mais a été commercialisé comme un processeur 8 cœurs, 8 threads. À ce moment-là, les processeurs avaient plusieurs vitesses d'horloge: la fréquence de base du FX-8150 était de 3,6 GHz et la fréquence turbo de 4,2 GHz. Cependant, la puce avait une superficie de 315 millimètres carrés et une consommation électrique maximale de plus de 125 W. Intel a déjà sorti le Core i7-2600K: un processeur traditionnel à quatre cœurs à 8 flux, cadencé jusqu'à 3,8 GHz. Elle était nettement plus petite que la nouvelle puce AMD, seulement 216 millimètres carrés, et consommait 30 watts de moins.



Théoriquement, le nouveau FX était censé dominer, mais ses performances étaient assez décevantes- Parfois, sa capacité à traiter plusieurs flux en même temps se manifestait, cependant, les performances du monothread se sont souvent avérées ne pas être meilleures que celles de la ligne Phenom, malgré les fréquences d'horloge plus élevées.



AMD, qui avait investi des millions de dollars dans la recherche et le développement chez Bulldozer, n'allait pas abandonner cette architecture, et à ce stade, l'achat d'ATI a commencé à porter ses fruits. Au cours de la décennie précédente, le premier projet combiné CPU / GPU d'AMD dans le même package appelé Fusion est arrivé trop tard sur le marché et s'est avéré très faible. Mais ce projet a permis à AMD de pénétrer d'autres marchés. Au début de 2011, une autre nouvelle architecture a été publiée appelée Bobcat .





Puce AMD avec CPU + GPU combinés sur PlayStation 4. Image: Wikipedia



Cette architecture était destinée aux appareils à faible consommation: systèmes embarqués, tablettes et ordinateurs portables; sa structure était diamétralement opposée à celle du Bulldozer: juste quelques convoyeurs et rien de plus. Quelques années plus tard, Bobcat a reçu une mise à jour tant attendue, évoluant vers l'architecture Jaguar que Microsoft et Sony ont choisi en 2013 pour une utilisation sur Xbox One et PlayStation 4.



Bien que les marges auraient dû être relativement faibles car les consoles sont généralement construites avec le prix le plus bas possible à l'esprit. Les deux plates-formes ont vendu des millions d'unités, ce qui met en évidence la capacité d'AMD à créer des SoC personnalisés.



Au cours des années suivantes, AMD a continué à améliorer l'architecture du Bulldozer - le premier projet était le Piledriver, qui nous a donné le FX-9550 (un monstre avec une fréquence de 5 GHz et une consommation de 220 W), cependant, Steamroller et la dernière version, Excavator (dont le développement a commencé en 2011 et est sorti - quatre ans plus tard) étaient plus soucieux de réduire la consommation d'énergie que de saisir de nouvelles opportunités.



À ce moment-là, la structure des noms des processeurs était devenue assez confuse, c'est le moins qu'on puisse dire. Phenom était une longue histoire et FX avait une assez mauvaise réputation. AMD a abandonné tous ces noms et a simplement appelé les processeurs de bureau Excavator A-series .



Le département graphique de l'entreprise pour les produits Radeon a connu des hauts et des bas. AMD a conservé le nom de marque ATI jusqu'en 2010, puis l'a remplacé par le sien. De plus, fin 2011, la société a complètement réécrit l'architecture GPU d'ATI avec la sortie de Graphics Core Next (GCN). Cette architecture a continué d'évoluer pendant encore huit ans, trouvant son chemin dans les consoles, les ordinateurs de bureau, les postes de travail et les serveurs; il est toujours utilisé aujourd'hui comme GPU intégré dans les soi-disant APU de l'entreprise.





La première implémentation de Graphics Core Next - les



processeurs Radeon HD 7970 GCN développés avec des performances impressionnantes, mais leur structure ne permettait pas d'en tirer le maximum avec facilité. La version la plus puissante créée par AMD - le GPU Vega 20 dans la carte Radeon VII, se vantait de 13,4 TFLOPS de puissance de calcul et de bande passante de 1024 Go / s, mais dans les jeux, il ne pouvait tout simplement pas atteindre les mêmes hauteurs que les meilleures cartes Nvidia.



Les produits Radeon ont souvent acquis la réputation d'être chauds, bruyants et très énergivores. Première itération GCN exécutée sur HD 7970, à pleine charge, il nécessitait beaucoup plus de 200 watts de puissance, mais il a été produit à l'aide de la technologie de processus assez large de 28 nanomètres de TSMC. Au moment où GCN a atteint la maturité de la puce Vega 10, les processeurs étaient déjà fabriqués chez GlobalFoundries en utilisant la technologie de processus 14 nm, mais la consommation d'énergie n'était pas meilleure que celle de cartes comme la Radeon RX Vega 64, qui consommait un maximum d'environ 300 watts.



Même si AMD avait une bonne sélection de produits, la société n'était pas en mesure d'atteindre des performances élevées ou de gagner suffisamment d'argent.





Fin 2016, le bilan de l'entreprise enregistre une perte pour la quatrième année consécutive (la situation financière s'est détériorée de 700 millions en 2012 en raison de la séparation définitive de GlobalFoundries). La dette était encore élevée, même avec la production et d'autres affiliés, et même le succès avec la Xbox et la PlayStation n'a pas fourni suffisamment d'aide.



En général, AMD a connu de grandes difficultés.

Nouvelles étoiles

Il n'y avait rien d'autre à vendre et aucun investissement majeur à l'horizon ne pouvait sauver l'entreprise. AMD ne pouvait que faire une chose: redoubler d'efforts et restructurer. En 2012, l'entreprise a embauché deux personnes qui joueront un rôle essentiel dans sa relance.



L'ancien architecte principal de K8, Jim Keller, est revenu après une absence de 13 ans et a repris la gestion de deux projets: l' architecture basée sur ARM pour les marchés des serveurs et l'architecture standard x86, tandis que Mike Clark (concepteur principal de Bulldozer) est devenu l'architecte en chef.



Ils étaient accompagnés de Lisa Su, qui occupait auparavant le poste de vice-présidente principale et directrice générale de Freescale Semiconductors. Chez AMD, elle a occupé le même poste; il est généralement admis que c'est elle, avec le président de la société Rory Reed, qui a provoqué la transition vers d'autres marchés que le PC, notamment vers le marché des consoles.





Lisa Su (au centre) et Jim Keller (à droite)



Deux ans après le retour de Keller à la R&D, le PDG Rory Reid a quitté l'entreprise et Lisa Su a été promue. Avec un doctorat en électronique du MIT, ainsi qu'une expérience dans la fabrication de transistors MOS silicium sur isolant (SOI ), Su avait à la fois les connaissances scientifiques et l'expérience de fabrication nécessaires pour ramener AMD. sa gloire. Cependant, dans le monde des processeurs à haut volume, rien ne se passe du jour au lendemain - la conception de puces prend au mieux des années. Si de tels plans peuvent porter leurs fruits, AMD devra résister à la tempête.



Alors qu'AMD luttait pour survivre, Intel est passé de victoire en victoire. L'architecture de base et les processus de fabrication se sont progressivement améliorés et, à la fin de 2016, la société avait déclaré près de 60 milliards de dollars de revenus. Pendant plusieurs années, elle a utilisé le schéma tick-to-tack dans le développement de processeurs , le tick est la nouvelle architecture, et le tak est l'amélioration de la production, qui a généralement pris la forme de la réduction de la technologie de processus.



Cependant, malgré des revenus énormes et une domination presque complète du marché, dans les coulisses, tout n'était pas si rose. En 2012, Intel devait commencer à produire des processeurs avec une technologie de processus 10 nm avancée d'ici trois ans. Ce " si " n'est jamais venu - en fait, et le " tick"n'était pas là non plus. Le premier processeur 14 nm basé sur l' architecture Broadwell est apparu en 2015, après quoi la technologie de processus et la structure fondamentale sont restées inchangées pendant cinq ans.



Les ingénieurs de fabrication étaient constamment confrontés à des problèmes de production de 10 nm, ce qui obligeait Intel à améliorer chaque année l'ancienne technologie de processus et l'architecture. Les vitesses d'horloge et la consommation d'énergie augmentaient, mais aucune nouvelle architecture n'était attendue; probablement un écho de l'ère Netburst. Les utilisateurs de PC ont un choix désagréable: soit acheter des produits de la puissante gamme Core à un prix décent, soit acheter la série FX / A plus faible et moins chère.



Cependant, AMD rassemblait lentement une combinaison gagnante de cartes, jouant son jeu en février 2016 lors de la foire annuelle de l'E3. Profitant de l'annonce par la plateforme de la relance très attendue de Doom, la société a annoncé une toute nouvelle architecture Zen .





Hormis les expressions générales de «multithreading simultané», «cache à bande passante élevée» et «conception de finFET économe en énergie», peu de choses ont été dites sur la nouvelle architecture. Plus de détails ont été révélés au Computex 2016, y compris l'ambition de dépasser les performances de la pelle de 40%.



Appeler de telles affirmations «ambitieuses» serait un euphémisme, d'autant plus que la société a réalisé un gain modeste de 10% au mieux avec chaque nouvelle version de l'architecture Bulldozer.



Avant que la puce elle-même n'apparaisse, il restait encore douze mois à attendre, mais après sa sortie, le plan AMD préparé depuis longtemps est finalement devenu apparent.





La vente de tout nouveau matériel nécessite le bon logiciel, mais les processeurs multithreads ont mené une bataille inégale. Malgré le fait que les consoles pouvaient se vanter de processeurs 8 cœurs, la plupart des jeux étaient suffisants pour seulement quatre. Les principales raisons à cela étaient la domination d'Intel sur le marché et l'architecture des puces AMD sur Xbox One et PlayStation 4. Intel a sorti son premier processeur à 6 cœurs en 2010, mais il était très cher (près de 1 100 $). Bientôt, il y en a eu d'autres, mais Intel n'a pu introduire un processeur à six cœurs vraiment bon marché que sept ans plus tard. C'était un Core i5-8400 à moins de 200 $.



Le problème avec les processeurs de console était que le circuit CPU était composé de deux processeurs à quatre cœurs sur une puce, et qu'il y avait un retard important entre les deux parties de la puce. Par conséquent, les développeurs de jeux avaient pour objectif d'exécuter des threads de moteur dans l'une des parties et d'utiliser l'autre uniquement pour les processus d'arrière-plan généraux. Ce n'est que dans le monde des postes de travail et des serveurs qu'il y avait un besoin de processeurs avec un multithreading sérieux - jusqu'à ce qu'AMD en décide autrement.



En mars 2017, les utilisateurs de bureau réguliers ont pu mettre à niveau et mettre à niveau leurs systèmes en choisissant l'un des deux processeurs huit cœurs à 16 threads. Une architecture complètement nouvelle était nécessaire pour obtenir son propre nom, et AMD a abandonné les marques Phenom et FX, nous donnant Ryzen .



Aucun des CPU n'était particulièrement bon marché:Le Ryzen 7 1800X ( 3,6 GHz , après un overclocking de 4 GHz ) se vendait 500 $, tandis qu'à 0,2 GHz, le 1700X plus lent était vendu 100 $ de moins. Avec cela, AMD voulait en partie se débarrasser d'être perçu comme une alternative budgétaire, mais ce prix était essentiellement dû au fait qu'Intel demandait 1000 dollars pour son processeur Core i7-6900K à huit cœurs .







Zen a pris le meilleur de toutes les architectures précédentes et les a toutes combinées dans une structure, dont la tâche était de maximiser l'utilisation des pipelines; et cela a nécessité des améliorations importantes dans les systèmes de pipelines et les caches. Dans la nouvelle conception, les développeurs étaient loin des caches L1 / L2 courants utilisés dans Bulldozer - chaque cœur était maintenant complètement indépendant, avait plus de pipelines, une meilleure prédiction de branche et un débit de cache accru.



Comme la puce qui fonctionnait dans les consoles Microsoft et Sony, le processeur Ryzen était également un système sur puce; la seule chose qui lui manquait était le GPU (le processeur GCN est apparu dans les modèles Ryzen à petit budget).



Le cristal a été divisé en deux soi-disant CPU Complex (CCX), dont chacun était un module à quatre cœurs à 8 flux. Le processeur Southbridge est également situé sur la puce - un processeur qui fournit des contrôleurs et des connexions avec PCI Express, SATA et USB. En théorie, cela signifiait que les cartes mères pouvaient être fabriquées sans pont sud, mais presque toutes les cartes mères installaient toujours des ponts sud pour augmenter le nombre de connexions de périphériques possibles.





Mais tous ces efforts seraient vains si Ryzen ne fournissait pas les performances nécessaires, et après de nombreuses années de retard sur Intel, AMD devait faire ses preuves. Les 1800X et 1700X n'étaient pas idéales : dans les domaines professionnels, elles sont similaires aux produits Intel, mais plus lentes dans les jeux.



AMD avait également d'autres cartes sous la main: un mois après la mise sur le marché du premier processeur Ryzen, les modèles Ryzen 5 à six et quatre cœurs sont apparus , suivis deux mois plus tard par les puces Ryzen 3 à quatre cœurs . Ils étaient en concurrence avec les produits Intel tout comme leurs homologues plus puissants, mais étaient beaucoup plus compétitifs en prix.



Et puis des as sont apparus sur la table - un Ryzen Threadripper 16 fils, 32 fils 1950X(avec un prix initial de 1000 $) et un processeur de serveur EPYC à 32 cœurs et 64 flux. Ces monstres, respectivement, consistaient en deux et quatre puces Ryzen 7 1800X dans un seul boîtier et utilisaient le nouveau système d'interconnexion Infinity Fabric pour transférer des données entre les puces.





Au cours des six mois, AMD a démontré qu'il ciblait essentiellement tous les créneaux possibles du marché des ordinateurs de bureau x86 avec une architecture à processeur unique.



Un an plus tard, l'architecture a été mise à jour vers Zen +; les améliorations comprenaient des modifications du système de cache et la transition de la technologie de processus GlobalFoundries 14LPP, créée en collaboration avec Samsung, vers un système 12LP plus petit et mis à jour. La taille de la matrice des processeurs est restée la même, mais le nouveau processus de fabrication a permis aux processeurs de fonctionner à des vitesses d'horloge plus élevées.



12 mois plus tard, à l'été 2019, AMD a publié Zen 2 . Cette fois, les changements sont devenus plus importants et le terme chiplet est devenu à la mode .... Au lieu d'utiliser une conception monolithique, dans laquelle chaque partie du CPU est le même morceau de silicium (comme c'était le cas dans Zen et Zen +), les ingénieurs ont découplé les modules Core Complex du système de connexion.



Les modules Core Complex ont été fabriqués par TSMC en utilisant la technologie du processus N7 et sont devenus des cristaux complets, d'où le nom Core Complex Die (CCD). La structure d'E / S a été créée par GlobalFoundries, les modèles de bureau Ryzen utilisaient une puce 12LP, tandis que Threadripper et EPYC utilisaient des versions plus grandes de 14 nm.





Images infrarouges de Zen 2 Ryzen et EPYC. Il est à noter que les chipsets CCD sont séparés de la puce E / S. Image: Fritzchens Fritz



Le design du chiplet a été conservé et affiné dans Zen 3, dont la sortie est prévue pour fin 2020. Très probablement, les CCD n'apporteront rien de nouveau à la structure à 8 cœurs et à 16 threads de Zen 2, mais les améliorations seront plutôt dans le style Zen + (c'est-à-dire des améliorations du cache, de l'efficacité énergétique et de la vitesse d'horloge).



Cela vaut la peine de faire le point sur ce qu'AMD a pu réaliser avec Zen. En 8 ans, l'architecture est passée d'une liste vierge à un portefeuille de produits étendu avec des propositions budgétaires à 4 cœurs et 8 threads pour 99 $ et des processeurs de serveur 64 cœurs et 128 threads pour plus de 4000 $.



La situation financière d’AMD a également beaucoup changé: par le passé, ses pertes et ses dettes atteignaient des milliards de dollars; AMD se dirige maintenant vers l'allégement de la dette et annonce 600 millions de dollars de revenus d'exploitation au cours de l'année prochaine. Si le Zen n'était pas la seule raison de la renaissance financière de l'entreprise, il y a grandement contribué.





La division graphique d'AMD a également subi un sort similaire - en 2015, elle a obtenu une indépendance totale et le nom de Radeon Technologies Group (RTG). La réalisation la plus importante de ses ingénieurs était RDNA - un GCN fortement repensé. Les modifications apportées à la structure du cache, ainsi que les améliorations de la taille et du regroupement des unités de calcul, ont rapproché l'architecture des jeux.



Les premiers modèles à utiliser cette nouvelle architecture, la série Radeon RX 5700 , ont démontré un potentiel de conception important. Cela n'est pas passé inaperçu pour Microsoft et Sony: les deux sociétés ont choisi Zen 2 et le RDNA 2 mis à jour pour l'installation dans leurs nouvelles consoles Xbox et PlayStation 5 .



Bien que le groupe Radeon n'ait pas connu le même niveau de succès que la division CPU, et ses cartes graphiques sont probablement toujours considérées comme une "option budgétaire", AMD est de retour à ce qu'il était à l'ère Athlon 64 développement d'architectures et d'innovations technologiques. L'entreprise a atteint le sommet, est tombée et, en tant que créature mythique, est sortie de ses cendres.

Regarder l'avenir avec peur

Il est parfaitement logique de poser une question simple: l'entreprise peut-elle revenir aux jours sombres de l'échec des produits et du manque de fonds?



Même si 2020 s'avère excellent pour AMD (les résultats financiers du premier trimestre sont en hausse de 40% par rapport à l'année précédente), un chiffre d'affaires de 9,4 milliards laisse encore derrière Nvidia (10,7 milliards en 2019) et années-lumière d'Intel (72 milliards). Bien sûr, le portefeuille de produits de ce dernier est beaucoup plus étendu, en plus, il possède ses propres installations de production, mais les bénéfices de Nvidia dépendent presque entièrement des cartes graphiques.





Les best-sellers d'AMD



Il est évident que les bénéfices et les revenus d'exploitation sont nécessaires pour croître pour stabiliser pleinement l'avenir d'AMD, mais comment y parvenir? La majeure partie des revenus de l'entreprise continue de provenir de ce qu'elle appelle le segment informatique et graphique, c'est-à-dire des ventes de Ryzen et Radeon. Il continuera sans aucun doute à se développer car Ryzen est très compétitif et l'architecture RDNA 2 fournit une plate-forme commune pour les jeux fonctionnant à la fois sur PC et consoles de nouvelle génération.



La puissance comparative des nouveaux processeurs de bureau d'Intel dans les jeux est en baisse constante . De plus, ils n'ont pas l'étendue des fonctionnalités fournies par le Zen 3. Nvidia conserve toujours sa couronne en termes de performances GPU, mais est confronté à une résistance tenace.par Radeon dans le secteur des prix moyens. Ce n'est peut-être qu'une coïncidence, mais bien que RTG soit une division complètement indépendante d'AMD, ses bénéfices et ses revenus d'exploitation sont mis en commun avec le secteur des CPU, ce qui suggère qu'en dépit de la popularité de ses cartes graphiques, elles ne se vendent pas dans les mêmes quantités que les produits Ryzen. ...



AMD est peut-être encore plus préoccupé par le fait que son segment des produits d'entreprise, intégrés et semi-personnalisés représentait un peu moins de 20% de ses bénéfices au premier trimestre 2020 et a entraîné une perte d'exploitation. Cela peut s'expliquer par le fait que, compte tenu du succès de la Nintendo Switch et de la sortie prochaine de nouvelles consoles de Microsoft et Sony, les ventes de la génération actuelle de Xbox et PlayStation stagnent. De plus, Intel domine le marché des entreprises et personne qui possède un centre de données de plusieurs millions ne s'en débarrassera simplement parce qu'un nouveau processeur étonnant est apparu.





Nvidia DGX A100 alimenté par deux processeurs AMD EPYC 64 cœurs



Mais cela pourrait changer au cours des deux prochaines années, en partie en raison de nouvelles consoles de jeu ainsi que d'une alliance inattendue. Nvidia a choisi les processeurs AMD plutôt qu'Intel pour ses clusters de calcul DGX 100 Deep Learning / AI . La raison est simple: le processeur EPYC a plus de cœurs et de canaux de mémoire, ainsi que des voies PCI Express plus rapides que ce qu'Intel peut offrir.



Si Nvidia est plus que satisfait des produits AMD, d'autres suivront sûrement. AMD devra gravir une montagne escarpée, mais aujourd'hui il semble qu'elle dispose des outils nécessaires pour cela. Alors que TSMC continue d'affiner et d'ajuster sa technologie de processus N7, toutes les puces AMD utilisant ce processus s'amélioreront également.





Pour l'avenir, il y a plusieurs domaines dans lesquels AMD devrait certainement être amélioré. Le premier est le marketing. Le slogan et le jingle d' Intel Inside sont omniprésents depuis 30 ans, et bien qu'AMD ait dépensé de l'argent pour promouvoir Ryzen, il a finalement besoin de fabricants comme Dell, HP et Lenovo pour vendre des appareils qui présentent ses processeurs sous le même jour. et avec les mêmes spécifications que les produits Intel.



Dans le domaine des logiciels, beaucoup de travail a été fait pour créer des applications qui augmentent la commodité de l'utilisateur, en particulier Ryzen Master , mais récemment, les pilotes Radeon ont eu de gros problèmes.. Développer des pilotes de jeu est incroyablement difficile, mais leur qualité peut créer ou détruire la réputation d'un produit matériel.





AMD occupe aujourd'hui la position la plus solide de ses 51 ans d'histoire. Grâce à l'ambitieux projet Zen, dans un futur proche dont aucune limite n'est visible, la renaissance de l'entreprise comme un phénix a été un énorme succès. Cependant, il n'est pas encore au sommet, et c'est probablement pour le mieux. Ils disent que l'histoire se répète, mais espérons que cela ne se produira pas. AMD puissant et compétitif, tout à fait capable de rivaliser avec Intel et Nvidia, ne signifie que des avantages pour les utilisateurs.



Que pensez-vous d'AMD, de ses hauts et de ses bas - aviez-vous une puce K6, ou peut-être Athlon? Quelle carte graphique Radeon préférez-vous? Quel processeur Zen vous a le plus impressionné?