Автор блога о ретро-компьютерах The Silicon Underground Дэвид Л. Фаркуар напомнил об истории Am386 — клона процессоров Intel, который AMD выпустила в 1991 году и которому исполнилось 35 лет.

Существует распространённое заблуждение, что AMD плохо справлялась с клонированием процессоров Intel. Это во многом основано на наблюдении, что Intel выпустила свой процессор 386 в 1985 году, а AMD ответила своим клоном Am386 только 2 марта 1991 года, почти шесть лет спустя. В этом посте мы рассмотрим, почему AMD потребовалось так много времени, и как эта задержка повлияла на будущие процессоры AMD.

Intel и её соглашение с IBM

Когда IBM выбрала процессор Intel 8088 для своего IBM PC 5150, компания настояла на том, чтобы Intel лицензировала разработку как минимум ещё одному производителю микросхем. Это было сделано для того, чтобы у IBM было достаточное количество микросхем для удовлетворения спроса. Это требование не было особенно необычным. Например, у Apple и Atari было несколько источников микросхем, которые они использовали в своих компьютерах.

Intel превзошла IBM. Они не только лицензировали дизайн AMD, но и несколько других компаний. И после того, как IBM выбрала процессор 80286 для своих ПК/AT, Intel внесла изменения в соглашение с AMD и несколькими другими компаниями, чтобы они могли производить не только процессоры 8088 и 8086, но и 80286.

Но с 386 всё было иначе.

Дело было не только в жадности Intel

Сейчас популярна история о том, что с поколением 386 Intel проявила жадность и решила отсеять всех. В лучшем случае, это упрощённое изложение произошедшего. Когда Intel выпустила 80386 17 октября 1985 года, IBM не хотела использовать его. Сегодня это звучит абсурдно. Почему IBM не захотела самый передовой процессор Intel?

В середине 1980-х годов у IBM всё ещё был очень прибыльный бизнес по продаже мини-компьютеров. Это были компьютеры среднего размера, предназначенные для приложений, где мэйнфрейм был бы избыточным, а ПК — недостаточно мощным. При этом ценообразование IBM не было линейным. Мэйнфреймы были самыми прибыльными системами для IBM, а микрокомпьютеры — то, что мы сейчас называем настольными компьютерами — наименее прибыльными. Мини-компьютеры занимали промежуточное положение.

IBM не хотела использовать Intel 386, потому что он по производительности был похож на чип мини-компьютера. IBM могла продавать свои недорогие мини-компьютеры System/36 примерно за $20 000 в 1985 году, поэтому они рассматривали ПК на базе Intel 386 по цене $10 000 как угрозу, а не как возможность. Они не хотели, чтобы предприятия покупали ПК на базе 386 и устанавливали на него Unix вместо того, чтобы покупать традиционный мини-компьютер, который стоил вдвое дороже.

Это означало, что у Intel не было причин изменять соглашение и распространять 386 на других поставщиков. IBM об этом не просила.

Компания Compaq в 1986 году выпустила ПК на базе процессора 386, вынудив IBM сделать то же самое в течение 12 месяцев. К тому времени IBM уже не могла требовать от Intel лицензирования процессора 386 для таких сторонних поставщиков, как AMD. Всё, что IBM могла сделать, — это использовать свои существующие соглашения для самостоятельного производства процессоров Intel, фактически самой становясь сторонним поставщиком.

У IBM был собственный завод по производству микросхем в Берлингтоне, штат Вермонт, и она была способна делать процессоры. В конечном итоге IBM действительно начала производство 386 и 486, но не сразу. Согласно выпуску Infoworld от 10 апреля 1989 года, только в начале апреля 1989 года IBM воспользовалась своим правом начать собственное производство процессоров 386.

Именно первоначальное отсутствие интереса со стороны IBM стало причиной отказа AMD от сотрудничества.

Как AMD клонировала процессор 386

Вопреки распространённому сегодня мнению, AMD потребовалось не шесть лет, чтобы клонировать процессор 386. Инженерам AMD понадобилось всего около двух лет, чтобы методом реверс-инжиниринга создать собственный, разработанный в «чистой комнате», дизайн процессора 386, основанный на уже имеющихся знаниях по созданию 286, совместимых с 386. Однако судебная тяжба между двумя компаниями длилась в общей сложности восемь лет, до 1995 года, и обошлась в $100 млн. Целью Intel было полностью исключить чипы AMD из рынка, и, потерпев неудачу, компания лишь откладывала выпуск процессоров AMD как можно дольше. Чем дольше тянулись судебные разбирательства, тем больше Intel наживалась на AMD.

Intel перепробовала всё, включая заявления о том, что число 386 является товарным знаком. AMD начала увеличивать тактовые частоты процессоров 286 до 16 и 20 МГц, чтобы конкурировать на рынке, пока судьбу процессора 386 решало судебное разбирательство. Тогда Intel попыталась лишить AMD прав на производство 286. Обе эти попытки оказались безуспешными.

2 марта 1991 года AMD выиграла арбитраж и получила разрешение на выпуск своего процессора 386. Затем Intel перешла к попыткам помешать AMD выпустить клон 486. В этом случае компания также смогла отложить выпуск 486 от AMD, но не заблокировать его. Intel успешно заблокировала клон Pentium, который использовал любую интеллектуальную собственность компании. Именно поэтому AMD использовала собственную разработку для процессора K5 пятого поколения, а не потому, что AMD плохо разбиралась в реверс-инжиниринге разработок Intel.

Репутация AMD как компании, выпускающей продукцию под чужими брендами

Похоже, существовало представление о том, что AMD на этом этапе, в конце 1980-х и начале 1990-х годов, была производителем чипов второго эшелона, выпускающим продукцию под чужими брендами. Это больше связано с эффективностью маркетинга Intel, нежели с чем-либо, что делала компания. AMD не была чужда корпоративному рынку. Если вы посмотрите на разборки мини-компьютеров 1970-х и 1980-х годов, там можно обнаружить микросхемы AMD, такие как АЛУ серии AMD2900. IT-менеджеры, которые избегали процессоров AMD в 1990-х годах, скорее всего, использовали технологии AMD на мини-компьютерах в начале своей карьеры, даже не подозревая об этом.

Среди компаний, использовавших микросхемы семейства AMD2900, были Apollo, AT&T, Centurion, Data General, Digital Equipment Corporation, Floating Point Systems, Hewlett-Packard, NCR, Tektronix и Xerox. В общем, почти все, кроме IBM System/36. Это были те же самые системы, которым угрожали, а затем вытеснили со временем процессоры 386 и 486.

Таким образом, можно утверждать, что Intel вторглась на территорию AMD с процессором i386. Затем, с выпуском AM386, AMD начала попытки отвоевать позиции.

Последствия задержки выпуска AMD 386 и 486

Ни одна из компаний не была довольна исходом судебных тяжб, которые обошлись в общей сложности в $100 млн и завершились 11 января 1995 года. Но судебный процесс больше благоприятствовал Intel, чем AMD. Фактически, Intel вынудила AMD отставать на поколение процессоров в течение более чем десятилетия. Это означало, что Intel могла продавать свои процессоры с самой высокой маржой прибыли в верхнем сегменте рынка без конкуренции, в то время как AMD продавала процессоры начального уровня в нижнем сегменте рынка.

Поскольку Intel получала более высокую прибыль, она могла инвестировать её в строительство дополнительных заводов по производству микросхем и отправлять в простой некоторое количество существующих заводов, пока модернизировала их. Более современные фабрики означали более низкую себестоимость производства, а значит, и более высокую маржу прибыли.

AMD не смогла победить Intel в этом. По крайней мере, в поколении 386 компания должна была сосредоточиться на том, чтобы оставаться в игре, и со временем найти свою собственную стратегию, которая бы работала. Можно выиграть в суде, но потратить на это столько денег, что в итоге всё равно проиграешь, и почти именно это произошло с AMD в 90-х.

Это касалось не только AMD. Intel подавала в суд на всех, кто делал что-либо, связанное с x86, что им не нравилось, включая NEC, Chips & Technologies, UMC и Cyrix.

Преимущества и недостатки AMD Am386

Как бы Intel ни пыталась представить AMD Am386 как второсортный процессор, это не так. AMD выпускала его на частотах от 20 МГц до 40 МГц, как в версиях SX (16-битная внешняя), так и в версиях DX (полностью 32-битная). К 1991 году 16-мегагерцовый 386 устарел. Работая на той же тактовой частоте, версия AMD 386 демонстрировала практически идентичную производительность с оригинальным процессором Intel.

Производительность 386 против 486

Также помогло то, что быстрый 386 мог не отставать от самых медленных 486. 40-мегагерцовая версия AMD 386 пользовалась особенно долгой популярностью как бюджетный процессор. 486 был более эффективен, чем 386, но не вдвое эффективнее, поэтому 40-мегагерцовый 386 был быстрее, чем 20-мегагерцовый Intel 486SX, и примерно соп��ставим с 25-мегагерцовым 486SX. Он также обладал дополнительным преимуществом использования внешнего математического сопроцессора. Частично смысл 486 заключался в том, что встроенный математический сопроцессор улучшал производительность, но внешний математический сопроцессор делал чип быстрее, чем его отсутствие. Таким образом, хотя 40 МГц 386 плюс 40 МГц 387 были не такими быстрыми, как полноценный 486DX на 25 МГц, в зависимости от используемого блока обработки чисел с плавающей запятой, можно было получить 75-90% производительности при затратах менее 75%.

Самые большие поклонники Am386

По этой причине ориентированные на соотношение цены и качества пользователи, ценящие производительность, отдавали предпочтение AMD Am386DX-40 вплоть до эпохи 486. Он обеспечивал производительность уровня 486 по более низкой цене, и вы могли вложить часть или всю сэкономленную сумму в любые необходимые улучшения производительности, будь то увеличение объёма оперативной памяти, более быстрый жёсткий диск, более быструю видеокарту или математический сопроцессор.

Недостатки Am386

По сравнению с Intel 386, у AMD не было существенных недостатков. Чипы были полностью совместимы и взаимозаменяемы. Хотя я слышал утверждения о большей надёжности чипов Intel, я никогда этого не наблюдал. Я никогда не видел, чтобы процессор 386 или 486 выходил из строя, если только кто-то не вставлял его в разъём неправильной стороной. И даже тогда иногда процессор оставался работоспособным.

Недостатком Am386 по сравнению с 486 было то, что шина 386 представляла собой эволюционный тупик. Максимальная частота 386 составляла 40 МГц, и единственным путем модернизации были гибриды TI и Cyrix с умноженной тактовой частотой 386/486. Между тем, 486 достиг скорости 133 МГц к сентябрю 1995 года. Но поскольку большинство ПК на базе 386 с частотой 40 МГц были клонами с открытой архитектурой, собранными из стандартных компонентов AT, можно было заменить материнскую плату и процессор, сохранив при этом большую часть остальных комплектующих. Это было дороже и более трудоёмко, чем замена процессора, но купить 40-мегагерцовый 386 и через 2-3 года обновить его до более быстрого 486 оказалось намного дешевле, чем сразу приобретать самый быстрый 486.

В конечном итоге именно Windows 95 погубила Am386. Технически, Am386 мог запускать ОС, но это было не очень удобно. Windows 95 действительно работала лучше на процессорах 486DX2 с удвоенной тактовой частотой. Системы на базе Am386 продолжали продаваться и после 1995 года для использования в качестве машин под управлением DOS или Windows 3.1, но этот рынок быстро сократился со временем. 386 просуществовал за пределами рынка ПК гораздо дольше как доступный процессор для встроенных приложений. Intel официально не прекратила его выпуск.

AMD продолжала выпуск процессоров 386 до 28 сентября 2007 года. Возможно, AMD продолжала производство и после этой даты. Я не могу найти официально объявленную дату его прекращения, но обнаружил доказательства того, что AMD продавала процессоры 386 как минимум до 2006 года.