NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Nếu bạn muốn mua CPU mới cho máy tính để bàn của mình ngày nay, bạn sẽ bị giới hạn khá nhiều đối với bộ xử lý AMD hoặc Intel. Nhưng bốn thập kỷ trước, thị trường CPU khá khác biệt và đa dạng hơn nhiều, với nhiều sản phẩm từ nhiều công ty được cung cấp.

Một ví dụ như vậy là NexGen , công ty có sự hỗ trợ từ các tên tuổi PC lớn, nhiều vốn và một đội ngũ kỹ sư giỏi. NexGen cũng có một số ý tưởng tuyệt vời để khiến họ khác biệt với đám đông. Nhưng sau đó, tại sao họ chỉ tồn tại trong mười năm?

Để bắt đầu câu chuyện của mình, chúng ta phải quay trở lại giữa những năm 1980, thời điểm mà các bộ vi xử lý trung tâm vẫn còn là những phát minh tương đối mới. CPU đầu tiên của Intel, 4004, đã được phát hành một thập kỷ trước đó, nhưng vào thời điểm 8086 được tung ra thị trường vào năm 1978, thị trường tràn ngập các mẫu cạnh tranh, nhiều mẫu trong số đó về cơ bản là hàng nhái .

Một số dẫn xuất này được sản xuất theo giấy phép, một số khác được thiết kế đảo ngược và trong một số trường hợp, các công ty đã thuê các kỹ sư của nhóm thiết kế để tạo ra chip mới. Ví dụ: Zilog Z80 được tạo ra bởi một số người trong nhóm Intel 4040 và nó được chứng minh là nhanh hơn và rẻ hơn so với 8080 mà nó dựa trên.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Không có gì khác biệt đối với Intel i386 (còn được gọi là 80386), một bộ xử lý được quan tâm đặc biệt trong câu chuyện này. Ra mắt vào năm 1985, bộ xử lý 32-bit đầu tiên của Intel rất mạnh và đắt tiền, và sẽ tiếp tục là đối tượng của nhiều thử nghiệm nhân bản khác nhau của AMD, Cyrix, IBM và các hãng khác.

Cùng năm đó, Thampy Thomas, một tiến sĩ về kỹ thuật điện tử và là doanh nhân bán dẫn, đã thành lập một công ty thiết kế bộ vi xử lý không tưởng mới có tên là NexGen. Ông đồng sáng lập nó với Nick Tredennick, một kỹ sư được đánh giá cao khác, NexGen có tham vọng lớn là đánh bại Intel và phần còn lại – mà không cần đến việc bắt chước thiết kế.

Đọc thêm:  Máy chơi game video đẹp nhất mọi thời đại

Với sự tài trợ từ những công ty như Compaq (ở Mỹ) và Olivetti SpA (Ý), nhà xuất bản phần mềm ASCII Corp (Nhật Bản) và công ty đầu tư mạo hiểm Kleiner Perkins, Tredennick đã sử dụng các mối quan hệ của mình trong ngành và học viện để tích lũy một số kỹ sư giỏi nhất. xung quanh.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Tuy nhiên, Compaq không chỉ là người cấp vốn – gã khổng lồ PC lo ngại rằng Intel có kế hoạch loại bỏ kiến trúc x86 dựa trên CISC được sử dụng trong i386, CPU được lựa chọn trong máy tính của Compaq, và chỉ gắn bó với RISC của nó. thiết kế thay thế.

Thomas đã trở nên say mê với RISC (Máy tính có tập lệnh rút gọn) trong thời gian ở Stanford và cảm thấy rằng với giới hạn ngân sách bóng bán dẫn có sẵn trong thiết kế bộ xử lý vào thời điểm đó, phương pháp này là tương lai.

RISC về cơ bản liên quan đến việc phần cứng thực hiện tất cả các hướng dẫn trong thời gian nhanh nhất có thể – thường chỉ trong một chu kỳ đồng hồ. Để đạt được điều này, các bộ phận thực hiện các nhiệm vụ chỉ hoạt động với các lệnh có độ dài cố định đơn giản nhất. Ví dụ, phép nhân hai giá trị yêu cầu bộ xử lý được cấp ít nhất bốn lệnh để tải hai phần dữ liệu, nhân chúng và sau đó lưu trữ kết quả ở đâu đó.

Các thiết kế Máy tính Tập lệnh phức hợp (CISC) đi theo hướng khác – bộ xử lý có thể được cấp các lệnh có độ dài thay đổi mà chính chip sẽ phân tích thành tất cả các lệnh khác nhau được yêu cầu. Ví dụ nhân trên có thể được thực hiện chỉ với một lệnh. Nhược điểm của điều này là một lượng lớn ngân sách bóng bán dẫn trong thiết kế bộ xử lý phải được chi cho phần cứng sẽ xử lý bản dịch.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Bộ xử lý RISC cuối cùng ít phức tạp hơn, nhỏ hơn và chế tạo rẻ hơn so với bộ xử lý CISC, nhưng chúng cần hỗ trợ phần mềm thích hợp – hệ điều hành và trình biên dịch cần quản lý quá trình xử lý lệnh vì CPU dựa trên RISC thực sự không thể làm được.

Đọc thêm:  Cách thay đổi màn hình đăng nhập trên Windows 7

Nhưng vào thời điểm i386, ngành công nghiệp máy tính chủ đạo đang sử dụng phần mềm được phát triển chủ yếu cho kiến trúc CISC, phần lớn là bộ xử lý x86 16-bit và 32-bit. Nếu Intel thực sự định thay đổi hướng đi, Compaq cần phải sẵn sàng để dẫn đầu đối thủ.

Vì vậy, với những người ủng hộ quan tâm đến một thiết kế có thể chuyển sang một mô hình mới, IBM đã đặt lịch sản xuất chip và NexGen được trang bị để thiết kế nó, mọi thứ đã sẵn sàng hoạt động.

Điều thực sự đã bán được Compaq trên NexGen là ý tưởng mà hãng có cho các CPU của mình – cuối cùng được bán trên thị trường với tên gọi RISC86, kiến trúc sẽ bao gồm một lõi RISC nhanh và hiệu quả nhưng với phần cứng có thể chuyển đổi các lệnh CISC, giúp chúng tương thích hoàn toàn với phần mềm dựa trên x86. Nói cách khác, các kỹ sư đang hướng tới việc đạt được điều tốt nhất của cả hai thế giới.

Nhưng đưa một cái gì đó ra thị trường không phải là điều dễ dàng. Người ta đã dành một khoảng thời gian đáng kể cho cái gọi là dự án F86, với bản sửa đổi đầu tiên bao gồm 8 con chip riêng biệt, khiến nó không khả thi về mặt tài chính.

Công việc không đơm hoa kết trái cho đến năm 1994, gần 8 năm sau khi công ty được thành lập, và trong thời gian đó, Intel đã ổn định tâm trí về RISC và cam kết với kiến trúc x86 với việc phát hành i486 (1986) và Pentium đầu tiên, tên mã là P5, vào năm 1993.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Bộ xử lý thương mại đầu tiên của NexGen, Nx586, khác biệt rõ rệt so với i486, Pentium và một loạt các bản sao. Con chip này không tương thích với bất kỳ bo mạch chủ nào trên thị trường, vì vậy NexGen phải thiết kế và sản xuất chipset (NxVL) của riêng mình – các hệ điều hành ban đầu gặp khó khăn trong việc nhận dạng chính xác Nx586 và cả bo mạch chủ.

May mắn thay, CPU mới nhất đã đủ để khiến nó trở nên khác biệt so với đối thủ. Được sản xuất bởi IBM bằng cách sử dụng nút quy trình 500 nm của họ, tốc độ xung nhịp cũng tốt như của Intel, dao động từ 70 đến 110 MHz. Hệ thống bộ đệm đặc biệt mạnh, với 16 kB lệnh L1 và bộ đệm dữ liệu tương ứng, và không giống như P5, bộ điều khiển bộ đệm L2 được tích hợp vào CPU, giảm tất cả độ trễ quan trọng.

Đọc thêm:  Nvidia và AMD tiếp tục giảm giá GPU sau khi ra mắt sản phẩm mới thất bại

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Giống như Pentium, Nx586 có bản chất siêu vô hướng (thực thi ba chiều), xử lý hai phép toán số nguyên và một lệnh địa chỉ cùng một lúc; nó cũng có một đơn vị dự đoán nhánh tốt và các bus dữ liệu rộng 64 bit xung quanh.

Với việc AMD đến thị trường muộn với đối thủ cạnh tranh P5 (AMD K5 mãi đến năm 1996 mới ra mắt) và 6×86 của Cyrix thiếu hiệu năng, NexGen đã có một bước tiến ấn tượng vào cuộc cạnh tranh CPU, với một sản phẩm rẻ hơn Intel và hiệu năng cao. tốt thôi.

Mặc dù NexGen Nx586 mạnh về tính toán số nguyên, nhưng nó không thể cạnh tranh với Pentium khi tính toán dấu chấm động, vì nó không có hỗ trợ vật lý cho những con số như vậy. Điều này không sao đối với thế giới kinh doanh của DOS, nhưng những người đam mê PC (đặc biệt là những người thích chơi game) sẽ phải đợi đến cuối năm 1995 trước khi NexGen có thể làm gì đó về vấn đề này.

Sự chậm trễ khiến bộ đồng xử lý dấu chấm động Nx587 không sẵn sàng cùng lúc với Nx586, và cuối cùng, cả hai sẽ được hợp nhất thành một gói duy nhất (hai khuôn trên cùng một bo mạch CPU).

Như thường lệ vào thời điểm đó, NexGen đã sử dụng hệ thống xếp hạng P để gắn nhãn sản phẩm của mình – ví dụ: Nx586-P80 chạy ở tốc độ 75 MHz, nhưng có hiệu suất tương đương với Pentium 80 MHz của Intel. Các kiểu máy có bộ đồng xử lý dấu phẩy động được đặt tên là PF (ví dụ: Nx586-PF100).

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Thật không may, bất chấp cam kết tài chính của Compaq đối với dự án, công ty đã không sử dụng rộng rãi các chip mới trong PC của mình. Nhu cầu về bo mạch chủ đặt làm riêng và chi phí sản xuất cao hơn đối với bộ xử lý PF nhiều khuôn đã làm mất đi thành tựu của NexGen.

Đọc thêm:  Cách sao lưu tài khoản Gmail của bạn

Việc Intel đang đạt được tiến bộ nhanh chóng với các mẫu Pentium của mình cũng không giúp được gì. Đến đầu năm 1996, P5 đạt tốc độ 166MHz và có các phiên bản kiến trúc cung cấp khả năng tương thích ngược với các chipset thời kỳ i486 cũ hơn.

Mặc dù vậy, NexGen vẫn chưa hoàn thiện khi đã trình diễn bộ xử lý RISC86 thế hệ thứ hai vào tháng 10 năm 1995, Nx686. Công ty hứa sẽ sửa chữa mọi thứ đang cản trở cái đầu tiên.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Ban đầu, con chip mới sẽ là một khuôn đơn, kích thước nhỏ hơn và xung nhịp cao hơn nhiều. Sâu bên trong bố cục, kích thước bộ đệm dữ liệu L1 và số lượng đường dẫn số nguyên cũng như bộ giải mã lệnh x86 đều sẽ được nhân đôi.

Nx686 thậm chí sẽ cung cấp các phần mở rộng hướng dẫn đa phương tiện mới và có thể sử dụng được trong các bo mạch chủ với chipset NxVL. Nói tóm lại, bản cập nhật hoàn hảo cho người dùng Nx586 hiện tại và một sản phẩm tốt hơn nhiều để khiến khách hàng rời xa Intel.

Điều thứ hai đặc biệt quan trọng vì chỉ một tháng sau buổi ra mắt báo chí của NexGen, Intel đã phát hành kiến trúc P6 hoàn toàn mới của mình, dưới tên Pentium Pro. Cũng giống như Nx586, nó cũng giải mã động các lệnh x86 thành các lệnh nhỏ hơn nhiều, giúp nâng cao hiệu quả của toàn bộ bộ xử lý dễ dàng hơn.

Đáng buồn thay, Nx686 không bao giờ được tung ra thị trường, ít nhất là không phải là một sản phẩm của NexGen.

Trong hơn một thập kỷ, AMD có hai nhóm thiết kế bộ xử lý chính: một nhóm làm việc trên các bản sao x86 và nhóm còn lại đang phát triển chip RISC cho thị trường nhúng. Cùng khoảng thời gian NexGen công bố thế hệ CPU thứ hai, AMD đã ra mắt bộ xử lý Am5x86.

Đây sẽ là con chip cuối cùng do Intel sản xuất của AMD khi ban lãnh đạo công ty quyết định tận dụng thế mạnh của các thiết kế RISC của mình trong thị trường máy tính để bàn và máy trạm. Do đó, tại sao phiên bản kế nhiệm của Am5x86, được gọi là K5, sẽ áp dụng cách tiếp cận tương tự như NexGen – lõi dựa trên RISC, với bộ giải mã lệnh x86.

Đọc thêm:  Đã thử nghiệm Battlefield V DLSS: Hứa quá mức, phân phối dưới mức

Trên lý thuyết, K5 là một thiết kế đánh bại Pentium, nhưng thực tế việc sản xuất một con chip như vậy tỏ ra khó khăn và tốn thời gian hơn AMD mong đợi. Các mẫu K5 đầu tiên chưa sẵn sàng cho đến tháng 3 năm 1996 và bất thường đối với một bản phát hành kiến trúc mới, chúng không phải là phiên bản thiết kế toàn ca hát và nhảy múa.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Được dán nhãn với tên mã SSA/5, những con chip này đã bị vô hiệu hóa hoàn toàn đơn vị dự đoán nhánh (do bộ đệm mục tiêu nhánh quá yếu), có trạng thái chờ xử lý lâu hơn cho một số hoạt động nhất định và có nhiệt lượng tỏa ra cao do được tạo ra trên 500 cũ hơn. quá trình nm.

AMD cuối cùng sẽ khắc phục những vấn đề đó trong vòng 8 tháng, nhưng thiệt hại đã được thực hiện và danh tiếng của K5 đã vững chắc trong lĩnh vực giá rẻ của thế giới bộ xử lý. Muốn tránh mắc phải những sai lầm tương tự với kiến trúc tiếp theo của họ, công ty đã đưa ra một quyết định khá bất ngờ.

AMD đã mua NexGen với giá 857 triệu USD bằng cổ phiếu vào tháng 10 năm 1995.

Nó nhanh chóng nhận ra rằng đây là số tiền được chi tiêu rất tốt.

Việc các tập đoàn lớn mua lại các công ty bán dẫn nhỏ không phải là điều bất thường, thậm chí vào thời điểm đó, nhưng với việc mua lại tốn kém này, AMD đã công khai thừa nhận rằng họ không có khả năng cạnh tranh trực tiếp với Intel.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

Nó nhanh chóng nhận ra rằng đây là số tiền được chi tiêu rất tốt. AMD đã sử dụng thiết kế Nx686 của NexGen và sắp xếp lại một số yếu tố – ví dụ: bố trí chân cắm và hệ thống dây liên quan đã được điều chỉnh để tương thích với định dạng Socket 7 của Intel, kết quả là bus 64-bit dành riêng cho bộ nhớ đệm L2 bị loại bỏ.

Đọc thêm:  Đánh giá bộ điều hợp và trình phát AirTV

Thiết kế sửa đổi đã được phát hành dưới dạng dòng CPU AMD K6 thành công rộng rãi vào tháng 4 năm 1997 và chip mới hoạt động tốt như Pentium cập nhật, ngoại trừ trong các ứng dụng nặng tính toán dấu phẩy động. Đương nhiên, chi phí mua nó thấp hơn so với một chiếc Pentium tương đương, vì đây là phương pháp tiếp thị tiêu chuẩn cho các đối thủ cạnh tranh của Intel.

svg+xml,%3Csvg%20xmlns= NexGen: Đã qua nhưng không bị lãng quên

AMD sẽ tiếp tục sửa đổi thêm kiến trúc dựa trên Nx686, mở rộng hỗ trợ đa phương tiện (được bán trên thị trường là 3DNow!) và sử dụng giao diện người dùng CISC, khái niệm thực thi RISC cho mọi CPU x86 được phát hành sau K6 (cũng như Intel).

Và đó là dấu chấm hết cho NexGen. Bất kỳ chip Nx586 còn lại nào vẫn còn trên kệ hoặc trong các máy tính đang hoạt động sẽ nhanh chóng biến mất, được thay thế bằng các phiên bản AMD và bản thân cái tên này sẽ nhanh chóng trở thành một chú thích cuối trang trong lịch sử của bộ vi xử lý.

Nhưng thật là một chú thích cuối trang.

Tất cả các CPU x86 hiện đại, của Intel và AMD, đều mang ơn cách tiếp cận của NexGen đối với thiết kế kiến trúc. Các giai đoạn thực thi cơ bản trong bộ xử lý Core và Ryzen về bản chất là RISC và giao diện người dùng thể thao được tích hợp các bộ giải mã lệnh được thiết kế thông minh để chuyển đổi các lệnh loại CISC.

Vì vậy, trong khi bản thân công ty đã qua lâu, di sản của nó vẫn còn mạnh mẽ và không bị lãng quên.

Câu chuyện về các công ty phần cứng và điện tử quan trọng từng là những người dẫn đầu và tiên phong trong ngành công nghệ, nhưng hiện đã không còn tồn tại. Chúng tôi đề cập đến phần nổi bật nhất trong lịch sử, những đổi mới, thành công và tranh cãi của họ.

Tín dụng tiêu đề: Tiêm phụ thuộc