A fúzióig vezető rögös út

Majdnem napra pontosan öt évvel ezelőtt szinte bombaként rázta meg az IT uborkaszezont a hivatalos bejelentés, hogy az AMD felvásárolja az ATI Technologiest. Az akkoriban leginkább Radeon márkajelzésű grafikus processzorairól, valamint Intel és AMD processzorokhoz tervezett lapkakészleteiről ismert kanadai vállalatot végül nem kevesebb mint 5,4 milliárd dollárért kebelezte be az AMD. Az elsőre némileg irracionálisnak hangzó lépés mögött sokkal inkább a hosszútávú túlélés, mintsem egy azonnal milliárdokat hozó bombaüzlet bújt meg valódi okként. A GPU és a chipkészlet üzletág már akkor sem volt aranybánya, ráadásul a felvásárlás előtt az ATI termékek nagy része Intel-alapú számítógépekben landolt, mely piac egy részétől nem sokkal később értelemszerűen búcsúznia kellett az új tulajdonos AMD-nek.

Dave Orton és Hector Ruiz, az ATI és AMD egykori vezetői 2006 júliusában

A hárombetűs processzorgyártó belátta, hogy a piacon maradáshoz az Intelhez hasonlóan elengedhetetlen lesz egy teljesen saját és komplett platformmegoldás bevetése. Ehhez a processzor mellett az akár grafikus maggal ellátott lapkakészletnek, valamint az esetleges diszkrét grafikus vezérlőnek is házon belül, saját és egységes márkanév alatt kell készülnie. Ezt megelőzően a processzorokhoz szükséges infrastruktúrát különböző partnerek biztosították (pl.: NVIDIA, VIA, ATI). A vállalat az akvizícióval számtalan értékes szabadalomra és versenyképes fejlesztésre tett szert, melyek kifejlesztése nem csak nagy költségekkel járt volna, de hosszú éveket vett volna igénybe. Igaz, a végül sikerrel lezárult üzletbe így is majdnem beleroppant a cég, hiszen a milliárdos kölcsönök törlesztése mellett a konkurencia egyre növekvő nyomása, valamint a nem sokkal később beütött gazdasági válság sem volt éppen pozitív hatással a pénzügyi mutatókra.

Mindezzel párhuzamosan a teljesen saját platform mellett egy másik, a hosszú távú jövőre nézve szintén rendkívül fontos projekthez is szüksége volt az ATI-ra az akkori processzorgyártónak, ez pedig nem más, mint a csak Fusion kódnéven megismert termékvonal, mely gyakorlatilag a CPU- és GPU-funkciók egyetlen szilíciumlapkán való egyesítését rejti a név mögött.

Ismétel a történelem

A Neumann János-díjas amerikai Ivan Edward Sutherland egyik, Wheel of Reincarnation elnevezésű, 1968-ban íródott szabályának lényegi jelentése szerint olcsóbb kiváltani egy speciális célú hardvert (pl.: GPU) a megfelelő szoftver és egy általános célra készített hardver (pl.: CPU) kombinációjával. Viszont olykor a piacnak nagyobb szüksége van a magasabb számítási teljesítményre, mint az olcsóbb hardverekre, így idővel ennek érdekében a funkció kikerül az általános célra készített hardverből, és egy külső, speciális célú egység formájában születik újjá. Később, ha már a korábbi, még speciális célú hardver feladatai már túl általánossá válnak, akkor a költségek csökkentése érdekében visszakerül az általános célra készített hardverbe, mellyel gyakorlatilag kialakul egy ördögi kör.

Az előbbi szabályt már számtalanszor bizonyította az idő. Elég, ha visszamegyünk nagyjából 22 évvel ezelőttre, amikor az Intel bemutatta i486DX elnevezésű processzorát. Ennek a központi egységnek egyik nagy újítása az volt, hogy elsőként tartalmazta a CPU-val egy közös szilíciumlapkán integrálva a matematikai koprocesszort, azaz az FPU-t (Floating-Point Unit, magyar fordításban lebegőpontos egység). Az egység a lebegőpontos matematikai műveletek jelentős meggyorsítására lett hivatott. Ezt megelőzően az FPU nem volt szerves része a CPU-nak, csak külön, extraként volt megvásárolható, és az alaplapokon található erre szánt foglalatba lehetett illeszteni. A szóban forgó processzornak volt még egy másik nagyobb újítása is. Az i486DX ugyanis 8 kB belső L1 gyorsítótárral is gazdagodott, de ezzel párhuzamosan megmaradt az alaplapon található cache is, amely így egy szintet feljebb (illetve pontosabban inkább lejjebb) csúszott, amellyel L2 cache vált belőle. Az FPU mellett az L1 cache betelepülése is maradandóvá vált, mivel az FPU-hoz hasonlóan az ezután megjelent, magasabb kategóriás, újabb processzorok már hasonló módon tartalmazták ezen egységeket. Összességében elmondható, hogy az i486 magas szintű integrációja miatt egy mérföldkőnek számított a processzorok történelmében.

Az i486DX

Az integráció nem állt meg. Az Intel 1998 augusztusában megjelent, Mendocino kódnevű lapkát felvonultató Celeron-A processzorának szilíciumába ugyanis az L1 cache mellé már az L2 cache is beköltözött. Ez természetesen nem csak a számítási teljesítményre volt kedvező hatással (gyorsabb elérés), hanem később a gyártási költségekre is.

Mendocino lapka – jobb szélen az L2 cache

A következő nagy lépést már az AMD tette meg az Athlon 64 megjelenésével. A cég a K8 tervezésénél úgy döntött, hogy az x86-os processzorgyártók között elsőként a gyakorlatban is megvalósítja a CPU-ba integrált memóriavezérlőt (IMC). Így az addigi alaplapok északi hídjában található egység átkerült a CPU-t tartalmazó szilíciumlapkába, mely a K8 esetében a mindenkori magórajelen üzemelt. Ezzel egy huszárvágással kiiktatták az FSB-t, aminek következményeképpen a memória-hozzáférés sebessége jelentősen javult, és nőtt a valós, mérhetően kihasználható sávszélesség is. Az FSB helyét a HyperTransport vette át.

A K8 architektúra bevezetésével tehát az AMD végleg leszámolt a külső memóriavezérlőkkel; a fentebb említett lépés óta kizárólag IMC-t tartalmazó lapkákkal szerelt CPU-kat mutatott be a gyártó. Az Intel első IMC-s CPU-ja a Core i7 (Bloomfield) volt, mely 2008 novemberében debütált. A témában az imént említett Bloomfield közvetlen rokona, a Lynnfield mutatta be a következő mozzanatot, mivel a lapka egy 16 sávos PCI Express vezérlővel gyarapodott, melyet az idei év elején megjelent Sandy Bridge természetesen tovább is vitt.

Az évek, évtizedek folyamán egyre több, eredetileg külső egység lelt új otthonra a központi végrehajtóegység lapkáján belül, mellyel szépen lassan, szinte észrevétlenül átfogalmazódott az egység mögött rejlő szilíciumlapka jelentése és feladata. Az, hogy az idők során pontosan mikor milyen részegységeket foglalt magában a processzor vagy éppen egyetlen mag, az mindig az éppen aktuális, gyártók által diktált trendtől függött és függ még ma is. A folyamat természetesen nem állt és nem áll meg ennél a pontnál...

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!