Содержание |
История
В 1980-х, в то время как индустрия переживала бум домашних компьютеров, в научной части отрасли происходили другие не менее захватывающие события.
Общеизвестно, что интернет был придуман в Агентстве по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США (DARPA), однако это не единственный проект DARPA, оказавший мощное влияние на всю индустрию. VLSI Project как раз из таких разработок: его относительно малая известность просто несоизмерима с его важностью. VLSI расшифровывается как Very-large-scale integration — сверхбольшая интегральная схема, или СБИС. В начале восьмидесятых все шло к переходу на такие схемы, но при их разработке инженеры столкнулись с серьезными проблемами.
С ростом числа транзисторов, умещающихся на кристалле интегральной схемы, проектировать процессоры становилось все сложнее, и, когда число транзисторов стало превышать сотню тысяч, старые методы начали приводить к появлению ошибок. Требовался новый способ проектирования, и вряд ли кого-то удивит, что решение заключалось в использовании компьютера.
Профессор Калифорнийского технологического института Карвер Мид и программист из лаборатории Xerox PARC Лин Конвей предложили создать систему автоматизированного проектирования (САПР), которая бы помогала делать процессоры фактически любой сложности. На тот момент для работы с такой программой понадобился бы суперкомпьютер, так что DARPA пришлось профинансировать не только создание САПР, но и все вокруг: разработку рабочих станций и даже операционной системы. Позднее из этих проектов вырастут фирмы Sun Microsystems и Silicon Graphics, а в качестве ОС будет создана новая ветвь UNIX — Berkley Distribution Software (BSD).
Мид и Конвей полагали, что если разработка процессоров будет лучше автоматизирована, то делать их смогут небольшие фирмы или даже студенты в ходе обучения. Идея оказалась не только верной, но и очень удачной: с помощью новых инструментов процессоры стало намного легче проектировать и появилась возможность делать это в отрыве от производства. Мало того, новый софт позволил выявить доселе скрытые особенности строения процессоров.Как DevOps-сервис помогает «разгрузить» высоконагруженные системы BPMSoft 
В 2014 году процессорные архитектуры принято делить на два класса: CISC (Complex Instruction Set Computing — вычислители с комплексным набором команд) и RISC (Reduced Instruction Set Computing — вычислители с сокращенным набором команд). Между этими подходами есть принципиальная разница, но появилась она не сразу.
Ранние восьмибитные процессоры вроде Intel 8080 или Motorola 6800 умели исполнять всего несколько простых инструкций. Например, не было специальной инструкции для перемножения чисел, это действие требовало нескольких процессорных команд — смещений и сложений. Такой подход кажется неудобным, и потому решение добавить более емкие инструкции было интуитивным.
Считалось к тому же, что операции, воплощенные непосредственно в железе, будут исполняться намного быстрее, чем выполненные в виде программ. Так что в последующих разработках создатели процессоров стали добавлять поддержку все новых и новых инструкций. Перемножение двух чисел, к примеру, превратилось в одну команду, зато устройство микросхемы усложнилось, поскольку стало включать в себя отдельную подсистему, предназначенную для умножения. Так появились процессоры с комплексным набором команд. К этому семейству относятся и последующие чипы Intel, и другие процессоры, пользовавшиеся популярностью в 1980-е годы.
Не сказать, что у комплексного набора команд нет своих достоинств, но за них пришлось заплатить хорошую цену. Если первые процессоры за один тик генератора тактовой частоты выполняли одну простую инструкцию, то более сложные инструкции стали требовать по несколько тактов.
В рамках все того же проекта VSLI профессор Калифорнийского университета в Беркли Дэвид Паттерсон провел исследование, в ходе которого нащупал иной подход к процессоростроению, который он назвал RISC. Выяснилось, что если ограничить набор инструкций лишь теми, которые могут быть исполнены за один такт, то можно увеличить скорость их исполнения и таким образом повысить общую производительность. Житейская логика подсказывает, что такого быть не должно: программы ведь получаются длиннее! Но когда речь идет о системах из сотен тысяч компонентов, житейская логика может отдохнуть, а верный ответ дадут моделирование и симуляция.
Заодно Паттерсону удалось значительно снизить влияние «бутылочного горлышка» фон-неймановской архитектуры — медленного канала между процессором и оперативной памятью. RISC отличается большим числом регистров, чем CISC, и это позволяет реже обращаться к оперативной памяти — в особенности если программа пропущена через оптимизирующий компилятор и выгодно использует ресурсы. Еще лучше такой подход работает в многоядерных или многопроцессорных системах, где к одной и той же памяти обращаются несколько вычислителей. Чем реже они это делают, тем реже каждому из них приходится ждать своей очереди и, соответственно, тем больше прирост производительности.
2022: Intel заплатит $950 млн за кражу технологий для своих процессоров
15 ноября 2022 года жюри присяжных в Техасе наложило на корпорацию Intel штраф в размере $948,8 млн за незаконное использование в своих процессорах запатентованных технологий компании VLSI Technology.
Фирма VLSI связана с венчурной компанией Fortress Investment Group, которая, в свою очередь, входит в состав гиганта SoftBank Group. В ходе судебного разбирательства истцы заявляли, что Intel, не имея на то необходимого разрешения, применила в своих микропроцессорах поколений Cascade Lake и Skylake защищённые технологии, касающиеся обработки данных.
Представитель Intel сообщил, что корпорация «категорически не согласна» с судебным постановлением и планирует подать апелляцию, и что это дело является «одним из многих примеров, показывающих, что патентная система США остро нуждается в реформе». В компании VLSI комментарии по поводу вердикта давать не стали.
В марте 2021 года корпорация Intel проиграла в другой патентной тяжбе с VLSI, касающейся технологий производства микрочипов. Тогда суд Техаса обязал Intel выплатить в пользу истцов практически $2,2 млрд. В апреле 2021 года VLSI проиграла ещё в одном патентном споре с Intel: тогда речь шла о разработках, касающихся методов регулировки определённых параметров процессоров. Соответствующие патенты VLSI получила от компании NXP Semiconductors NV.
Юристы Intel заявляют, что инженеры корпорации разрабатывают собственные передовые технологии и что её современным микропроцессорам не требуются устаревшие решения, патентами на которые владеет VLSI. В Intel также говорят, что VLSI — это «патентный тролль», созданный компанией Fortress Investment Group с единственной целью: для подачи исков против участников IT-рынка и получения от них миллиардов долларов в качестве компенсации за нарушение патентов.[1]
2021: Intel заплатит $2,2 млрд за использование технологий VLSI Technologies
В начале марта 2021 года суд присяжных в США приговорил Intel к выплате штрафа в размере $2,18 млрд за незаконное использование технологий, патенты на которые принадлежат компании VLSI Technology. Подробнее здесь.
1990: Участие в создании компании ARM
В 1990-м году компания вместе с фирмами Acorn Computers и Apple вошла в число создателей компании ARM. VLSI Technologies - это прямая наследница VLSI Project, которая занималась проектированием и производством интегральных микросхем. Для будущего совместного предприятия было важно то, что VLSI могла предоставить собственную систему автоматизированного проектирования[2]. Самой же VLSI был нужен новый заказчик процессоров.
Примечания
