Hlavní navigace

Intel usnul na vavřínech a probudí se do jiného světa velkých konkurentů

David Ježek

Svého času největšího výrobce čipů na světě stíhá v posledním roce jedna nepříjemnost za druhou. Vše vrcholí odchodem šéfa firmy ze dne na den, nicméně problémy jsou hlubšího rázu. Ujíždí Intelu vlak?

Doba čtení: 11 minut

Následující text stojí jako dětská stavebnice z dřevěných kostek na základech, které jednomu mohou připadat pevné, ale druhý se je pokusí sfouknout jedním dechem. Berte jej tedy jako určité nahlédnutí na současný stav x86 světa méně tradiční optikou. A berte jej také jako text od autora, který vůči Intelu nechová zášť a k plné spokojenosti používá už osmým rokem CPU Intel, aktuálně model Core i7–4790, včetně jeho GPU části.

Usínání na vavřínech přelomu století

Jsem toho názoru, že Intel má historicky danou schopnost nevidět důležité věci. A také usnout na vlastním úspěchu, čímž dá konkurenci prostor jej minimálně dohnat, ne-li předehnat. On ostatně tu konkurenci (jménem AMD) potřebuje, jinak by na trhu x86 procesorů měl monopol a antimonopolní úřady by jej měly tendenci rozkouskovat. I když, kdo ví, dnes už možná ne, vždyť většina procesorů na trhu nese v názvu označení ARM.

Intel pořádně usnul na vavřínech už koncem 90. let a nápadně to připomíná události z posledních dní. Pentium-III generace Coppermine s taktem 1000 MHz představil Intel 8. března 2000 a s ohledem na jeho v ten den bídnou dostupnost šlo vlastně jen o hektickou reakci na událost starou 2 dny. 6. března 2000 totiž AMD uvedla svůj 1GHz Athlon a těsně tak Intelu sebrala toto papírově parádní prvenství v x86 světě. Od té doby se traduje, že tehdejší šéf firmy Craig Barrett zuřil opravdu ve velkém. A nic na prvenství AMD nezměnila ani skutečnost, že zatímco její Athlon měl TDP 65 W, Intel si u 1GHz Pentia-III vystačil s TDP 29 W.

Původní AMD Athlon pro Slot A
Autor: Tullius, podle licence: GNU FDL

Původní AMD Athlon pro Slot A

Jenže mu to nebylo nic platné. Zásadní problém Intelu byl ten, že architektura K7 byla po trošku zoufalé K5 a pozdější solidní K6/K6–2/K6–3 vynikající konkurencí pro Pentia a Celerony a nebýt toho, že AMD sama neměla pořádné čipsety (northbridge AMD 760/761 se typicky pároval s jižními můstky od VIA, které měly zpočátku chybnou implementaci UDMA) a nebyla schopna nasytit velmi hladový a velmi velký trh, mohl mít Intel problém.

Naštěstí pro něj jej neměl. A neměl jej ani o pár let později, kdy jeho nepodařenou architekturu Netburst a procesory Pentium 4 byly obvykle deklasovány konkurenčními Athlony 64 (architektura K8, později K10) s 64bitovou x86 instrukční sadou od AMD tak dobrou, že ji Intel převzal do svých CPU také. AMD v reakci na Intelovo dogmatické lpění na vysokých taktech i v reklamě na Pentia 4 reagovala suchým: „frekvence je přežitek, požadujte výkon“ a zavedením výkonnostního indexu, kdy například nejvyšší Athlon XP s taktem 2,2 GHz nesl označení 3200+.

Neměl ji Intel proto, že AMD stále neměla dobré čipsety a neuměla nabídnout potřebné objemy výroby a navíc „genialita“ tehdejšího šéfa AMD Hectora Ruize (přezdívalo se mu také Hector Ruin) vše dorazila tím, že kompletní obří várku vyrobených Athlonů 64 nedala na trh, ale zadarmo předala firmě HP, aby se tak pokusila získat její zakázky. Tah to byl hloupý bez ohledu na to, že Intel měl tyto velké firmy dobře podplacené (za což později schytal v EU miliardovou pokutu, o kterou se dodnes soudí).

Každopádně Intelu se podařilo éru marné honby za vysokými frekvencemi (a příliš dlouho výpočetní pipeline v Netburstu) přežít do doby, než z jeho izraelských vývojových laboratoří přišly první procesory rodiny Core. A AMD se tak opět ocitla v pozici toho, kdo se snaží firmu Intel dohnat (což se jí mimochodem podařilo až loni, ale to trochu předbíhám).

Éra iPhone rozdává zcela jiné karty

Intel se zmýlil i podruhé, to když se zbavil vlastní ultramobilní divize Xscale – prodal ji v roce 2006 (několik měsíců před uvedením prvního iPhonu) firmě Marvell. Podobně se AMD v roce 2008 zbavila své mobilní divize Imageon, kterou získala koupí ATI a následně prodala Qualcommu. A právě z takovýchto mýlek se nakonec po příchodu iPhonů, boomu segmentu chytrých telefonů po příchodu Androidu a skokovém nárůstu ARM architektury zrodily společnosti jako Qualcomm či Samsung Semiconductor v podobě, jakou známe dnes.

Steve Jobs s původním iPhone
Autor: Wired

Steve Jobs s původním iPhone

Právě díky vzestupu ultramobilního segmentu a ARM architektur dokázal Samsung po desítkách let prolomit platné pravidlo a stal se loni největších výrobcem čipů na světě, když předběhl firmu Intel. A nelze říci, že by se Intel nesnažil získat zakázky. V době upadajícího zájmu o desktopy s Windows a s tím souvisejícího poklesu x86 architektury i vyhlásil, že poskytne své výrobní kapacity jiným firmám. Kdyby toto někdo navrhl Barrettovi před 10 lety, byl by z firmy okamžitě vyhozen. Jenže časy se mění.

Usínání na vavříny vystlaném Bulldozeru

Nerad bych vyvolal dojem, že s ARMem stojí a padá současný svět, právě naopak. Pro Intel je x86 svět stále skvělá dojná kráva, která sype do firemní pokladničky obrovské peníze a umožňuje zaplatit enormně nákladný vývoj technologií. V x86 světě ale Intel mohl dál spinkat i po éře architektury AMD K10.5 (Phenomy II), neboť finančně vyčerpaná AMD opět udělala nedobré rozhodnutí a vyvinula procesory rodiny Bulldozer (2011 až 2017), které se s 32nm planárním procesem vyznačovaly tím, že nebyly úspornější než starší Phenomy II, ale dokonce nejnovější Bulldozery s 8 jádry nebyly ve většině běžných úloh nijak zásadně rychlejší než Phenomy s 6 jádry. Z nemalé části to bylo dáno tím, že v Bulldozerech vždy dvě CPU jádra sdílela FPU jednotku, za což AMD později schytala žalobu.

Intel tak spal mnoho následujících let. Vývoj vrhal různými směry, z nichž ten asi nejšílenější se jmenoval Larrabee. Od tohoto projektu si Intel sliboval konkurenceschopný hi-end čip s mnoha x86 jádry, na kterém poběží softwarově implementované GPU zvládající Direct3D (a další API). Vývoje se účastnili odborníci jako Michael Abrash, ale nebylo to nic platné. Intel netrefil vývoj GPU technologií a požadavků her, Larrabee by bylo v herním světě k ničemu a tak projekt přetransformoval do podoby výpočetních karet (a později i procesorů rodiny Xeon).

Svět x86 CPU běžel krásně. Běžným smrtelníkům Intel poskytoval maximálně 4jádrové procesory s HT, nadšencům v rámci superdrahé platformy HEDT pak nejprve 6jádrové (Sandy Bridge-E, …), později 8jádrové (Haswell-E) a v posledním tažení před uvedením AMD Zen také 10jádrové procesory (Broadwell-E). Kdyby AMD neprovedla velké změny ve svých strukturách, asi by to Intelu stačilo i nadále. Jenže AMD vyvinula architekturu Zen a v únoru 2017 uvedla na trh 8jádrové procesory Ryzen, které byly výrazně levnější, stejně výkonné i energeticky efektivní jako to nejlepší od Intelu. A pak uvedla 16jádrové Threadrippery a pro servery také 32jádrové procesory EPYC, vše s HyperThreadingem.

Od té chvíle už Intel jen hasí průšvihy a snaží se minimalizovat ztráty.

Vlak ujel (ale dá se chytit)

V současné době má Intel celkem čtyři velké problémy.

První kategorie je důsledkem éry Pentia 4. Vývojáři firmy z izraelské pobočky sice v podobě architektury Core (resp. Core 2) dali světu něco na svou dobu úžasného, rychlého, efektivního a ve všech ohledech lepšího, než byly dosavadní procesory, ale daní za to je většina současných bezpečnostních chyb v CPU Intel, které jsou principiálního charakteru. Pokud je predikce v CPU taková, že jediná rychlá léčba její děravosti je neustálé mazání cache, tedy de facto „částečné zabití“ predikce, není to dobré. A pokud Theo de Raadt s kolegy vidí jediné řešení děravosti HyperThreadingu v jeho vypnutí, opět to není dobré. Týká se to z většiny i AMD a dalších, nicméně to nic nemění na skutečnosti, že problém má (i) Intel.

Druhou kategorii problémů představuje z velké části AMD (jelikož vyrábí vynikající CPU a vynikající GPU), z menší části Nvidia (jelikož vyrábí vynikající GPU). Od uvedení prvních procesorů Ryzen mají vedoucí představitelé Intelu stále větší a větší vrásky na čele. Krásně to ilustrují změny produktové nabídky firmy. Tam, kde do té doby Intel nabízel 4jádrové procesory s cenovkou 10 tisíc Kč, dnes nabízí 6jádrové za 8 tisíc a výhledově za podobnou cenu uvede 8jádrové. Tam, kde s platformou Skylake-E počítal jako opět maximálně 10jádrovou a tomu uzpůsobil VRM (napájení), dnes musí nabízet 18jádrový model Core i9–7980XE na hranici toho, co je schopno zvládnout napájení platformy.

Tím vším ale jen hasí problémy, které mu AMD způsobila první generací Ryzen / Threadripper procesorů s 8, resp. 16 jádry. Nyní ale AMD chystá k brzkému uvedení generace následné, kdy Ryzen nabídne výhledově až 16 jader a Threadripper 2 dokonce až 32 jader (o 64jádrových „EPYC 2“ raději nemluvě). Na tohle Intel nestihne rychle a kvalitně odpovědět, jedinou reakcí je výhledové uvedení až 28jádrových desktopových procesorů, to však už pro jinou patici.

AMD Ryzen Threadripper 2
Autor: AMD

AMD Ryzen Threadripper 2

Přitom rychlost, s jakou AMD uvede 32jádrové Threadrippery 2, je dána tím, čemu se Intel vysmíval u Threadripperu 1: procesor je slepen ze čtyř dílčích čipů, což zvyšuje výtěžnost výroby (AMD se od původních Phenomů X4 poučila, že vyrábět velké monolity je hloupost – ostatně první Intel Core 2 Quad byly v podstatě slepence dvou Core 2 Duo – jak vtipné v dnešním kontextu).

Staré plány Intelu s 10nm procesem
Autor: Intel

Staré plány Intelu s 10nm procesem

Třetím problémem Intelu je neschopnost uvést na trh pořádné x86 procesory vyráběné 10nm technologií. Firma místo toho vrhá na trh snad už 4. generaci 14nm procesu, která je sice zase o fous lepší než předchozí, ale konkurence je už úplně jinde. Ostatně AMD si nechává své čipy vyrábět i 14nm u GlobalFoundries (ta má licencován 14nm FinFET proces od Samsungu). A právě Samsung a další obří pekárna čipů jménem TSMC už od 16nm/14nm výroby dávno přešly na 10nm FinFET procesy různých typů a nyní obě chystají uvedení 7nm procesů. TSMC se zpočátku obejde bez EUV litografie (což je hodně zajímavé – považovalo se to pokud ne za nemožné, tak minimálně za nerentabilní), Samsung to zvládne rovnou s ní a říká, že to bude velký skok vpřed.

Obecně se IT svět shoduje na tom, že Samsung a TSMC jsou tak trochu „kecky“ a jejich výrobní procesy jsou z hlediska udávané hodnoty nanometrů o jednu generaci oproti Intelu nadsazené a z hlediska klíčového parametru (rozteč gate-gate) tak je 16nm TSMC a 14nm Samsung srovnatelný s 22nm Intel výrobou. Jenže jak už zaznělo, TSMC i Samsung už vesele vyrábí 10nanometrově (odpovídá 14nm Intelu) a dokončují 7nm procesy – ty budou přinejhorším srovnatelné s dosud plně nehotovým 10nm procesem Intelu. A aby toho nebylo málo, TSMC chystá na příští rok rizikovou výrobu malých čipů 5nm procesem. A to je to, co současný ARMový svět zajímá nejvíc, v čele se světově největšími zákazníky typu Apple a Qualcomm.

No a aby toho nebylo málo, Intelu zavařuje i architektura ARM jako taková, bez ohledu na nějaké výrobní procesy. ARM se totiž zjevně trefil do toho, co svět potřebuje, minimálně viděno optikou desítek čínských a dalších východoasijských CPU firem: nabízí architektury k licencování bez jakýchkoli omezení, nádavkem si u něj lze i pořídit referenční implementace v podobě CPU jader Cortex a GPU jader Mali. Takže zatímco si Intel pochrupkával na vavřínech a každému, kdo by jen zatoužil vyrábět vlastní x86 procesory, jeho právníci okamžitě naznačili, co bude následovat, vyrostl vedle něj zcela nový svět. Svět plný ultramobilních přístrojů s čipy pocházejícími z továren Samsungu či TSMC. S operačními systémy, které nějaká podpora architekury x86 vůbec nezajímá. Se službami, které mohou běžet zcela nezávisle na Wintel světě. A hlavně s uživateli, kteří ve většině případů ani o firmě Intel nikdy neslyšeli.

Od uvedení prvního iPhonu uběhlo už 11 let. Máme tak na světě generaci lidí, pro kterou je pojítko do IT světa a jeho služeb ono malé zařízení v ruce, které má ikonky, cloudové služby od Googlu či Applu a které v 99,99999 % případů nemá ani procesor Intel, ani licenci MS Windows. A ani už v budoucnu mít nebude, to dokázal Microsoft miliardami dolarů, které utratil v Nokii, to dokázal Intel miliardami dolarů utopených v ultramobilních Atomech.

Damage Control a Brian Krzanich

Ztráty pro Intel byly velké a velké ještě budou. Firma, zdá se, je v procesu prozřívání. První typy x86 procesorů nechává vyrábět čínskými partnery typu Spreadtrum (v minulém století by to byla jasná hereze za kterou Barrett „upaloval“). Prvním zákazníkům nabízí výrobu ve vlastních továrnách (hereze číslo dvě). Snaží se zuby-nehty udržet u Applu (nechci být krutý, ale to se jí dle mého názoru nepodaří: Apple opustí x86 bez skrupulí a stejně ladně jako kdysi opustil Motorolu či PowerPC, zejména pokud půjde o jeho vlastní čipy) a celkem logicky se snaží více uchytit v oblastech nesouvisejících s procesory (AI systémy, FCPGA, 5G atd.).

O Intel se netřeba bát. Firma je dostatečně silná na to, aby se vzpamatovala. Odliv mozků do Applu, který zažívá, zažívají i další velké americké firmy v oboru. Dobře jej kompenzuje třeba tím, že bere mozky zase AMD, třeba Raju Koduriho, který nyní šéfuje vývoji GPU v Intelu a už si k sobě přitáhl třeba klíčového vývojáře z projektu Larrabee. Musí však jednat rychle, aby se nakonec v průběhu příštích pár let, nestal irelevantním výrobcem pro fabless firmy, které se nevešly do továren TSMC, Samsungu a GlobalFoundries. Své naznačuje třeba současný nejvýkonnější superpočítač světa, který nese CPU IBM POWER9 a GPU Nvidia.

MIF18 tip v článku témata

Ničemu nepomůže ani bezzubé marketingové oddělení firmy, které se snaží zoufale tvrdit, že Intel na 40. výročí architektury x86 uvedl na trh první 5GHz CPU opomíjejíce, že prvním 5GHz x86 CPU bylo AMD FX-9590 v červenci 2013. Stejně tak tomu nepomůžou technologická dema 28jádrového procesoru běžícího se všemi jádry na 5 GHz, ale chlazeného 1770W superchladičem.

Máme tu tedy Intel. Firmu, která letos zaujala mnoha bezpečnostními chybami ve svých CPU, které mnohdy ani nemohou být opraveny. Firmu, která zaujala svým šmírovacím Management Enginem. Firmu, která dál a dál odkládá 10nm proces. Firmu, kterou posledních pět let řídil Brian Krzanich. Ten Brian Krzanich, který pár dnů před provalením chyb Spectre a Meltdown prodal svoje firemní akcie. A oni se vážně snaží tvrdit, že odešel na vlastní žádost proto, že se provalil jeho X let starý románek s kolegyní z firmy?

Našli jste v článku chybu?