Осемте най-неудачни процесори в историята на компютрите

През цялата полувековна история на компютрите, различните компании произведоха стотици различни процесори. Сред тях има отлични за своето време решения, има и просто добри процесори. Но има и CPU, за които мнозина си задават въпроса, защо изобщо е трябвало да бъде направен този чип. Нека да се спрем върху няколко от тези процесори.

Тези процесори бяха един много добър опит за получаване на висока производителност в паралелните изчисления, без увеличаване на тактовата честота. Тези чипове могат да изпълняват до 6 инструкции на такт, докато съвременните Core i могат само 4. Intel Itanium има 24 MB кеш памет (срещу стотината килобайта в тогавашния Pentium), 64-битово адресиране на паметта (и това 5 години преди да появата на 64-битови потребителски ОС), много ефективно ядро, което съществено повишава производителността при работа с няколко потока.

Уви, това решение се оказа неудачно. Да, от една страна, в режим IA-64 това е най-бързият процесор за изчисления с плаваща запетая, но при целочислените изчисления чипът е на същото ниво, като обикновените х86 процесори със същата честота. И още по-лошо, ако х86 кодът не е оптимизиран за Itanium, то производителността пада до 8 пъти в сравнение със стандартния х86 CPU със същата тактова честота! Да отбележим, че L3 кешът е огромен за тогавашните процесори, само че неговата скорост не е особено по-голяма от RAM паметта от това време. А това забавя иновативния процесор.

Много лоша роля изиграва подигравателното име Itanic, което директно асоциира Itanium с Титаник. Причината е, че чипът излиза 3-4 години по-късно от обявения срок. Тогава Intel трябва да се конкурира с AMD в сегмента на потребителските процесори и Itanium непрекъснато е отлаган. Още повече, че продажбите на Itanium съвпаднаха с колапса на пазара на доткомите. Този колапс доведе до голям спад в продажбите на сървъри. А по това време на пазара са мастодонтите като IBM с архитектурата POWER и Sun с архитектурата SPARC и Itanium идеята на Intel пропадна.

Процесорният гигант с всички сили се опита да спаси своята рожба, но в крана сметка последните процесори от тази фамилия излязоха през 2017 година, при това произведени чрез 32 нанометров технологичен процес, остарял с цели 5 години. Вече знаем, че те не можаха да заменят х86 процесорите и сега във високопроизводителния сегмент властва Xeon.

През 2000 година Intel представя процесорите Pentium 4, а заедно с тях и новият сокет 423. Всичко би могло да се развие добре, но заради конструктивните особености на производството на централни процесори с честота над 2 GHz, използването на този сокет е невъзможно. В крайна сметка през 2001 година компанията преминава към известният и до днешен ден Socket 478. Именно той започва да се използва при процесорите Pentium с честота до 3,4 GHz включително.

Разбира се, потребителите съвсем не се зарадваха на това, че техният сокет остаря след половин година. По-късно бе направен преходник, даващ възможност процесорите за Socket 478 да се поставят на 423. Но чиповете Pentium 4 за Socket 423 си останаха едно неудачно решение.

Към днешен ден да се предложи х86-съвместим процесор на пазара е на практика нереално. Всички патенти за тези чипове са поделени между Intel, AMD и VIA. Но през 90-те години нещата са по-прости и на пазара излизат процесорите Cyrix, които могат да се поставят в същите сокети на Intel Pentium. И да, процесорите Cyrix са по-евтини.

И още, новите CPU в целочислените изчисления са съществено по-бързи от чиповете Pentium от това време. Така например, 133 MHz Cyrix работи със същата скорост като 166 MHz Pentium. За времето си, това има смисъл, понеже почти всичкият офисен софтуер използва целочислени изчисления. Проектантите на Cyrix очакваха това да продължи, но сгрешиха. Целият свят премина към изчисления с плаваща запетая.

И тук ниската производителност на математическия копроцесор (FPU) при 6×86 се прояви. Първо, инструкциите се изпълняват минимум за 4 такта и второ, те нямат конвейери. По този начин, с плаваща точка Cyrix работи на нивото на Intel 486. Популярността на Pentium нараства и програмистите започват да пишат директно на асемблер, за да могат да извлекат максималната ползва от бързия FPU на Pentium, който работи със съвсем малки задръжки. В резултата от това, в популярната Quake, разликата в производителността на Pentium и Cyrix превишава 2 пъти. А софтуерът от този тип с всеки изминал ден става все повече и преимуществото на Cyrix бързо се стопи.

Разбирайки че краят наближава, компанията Cyrix прави усилени опити да измисли нещо ново. И това е системата-върху-чипа MediaGX. Да, именно SoC, в която са интегрирани 5×86 процесорно ядро, модули за работа с аудио и видео, PCI контролери и RAM.

Идеята за времето си е великолепна. Но компонентите са подбрани ужасно. В целочислените изчисления, 5×86 работи на нивото на Intel 486 (и това във времената на Pentium II) и няма L2 кеш. Няма и съвместимост с обикновените дънни платки.

В крайна сметка тази SoC бе използвана само в няколко компактни лаптопа, в които няма как да бъда изградена система с бърз CPU и добра графика. Сега вече знаем, че SoC е една отлична идея, понеже днес се използва повсеместно. Но тогавашната реализация е ужасна и това погуби тази фамилия чипове.

Годината е 1976-та. Компанията IBM търси процесор за своя оригинален IBM PC. Тогава има два претендента – TMS9900 и Intel 8086/8088 (Motorola 68K е на етап разработване, а IBM не иска да чака). TMS9900 има 16-битово адресно пространство, а 8086-20-битово. На пръв поглед 25% разлика не са чак толкова много. Но не, на практика TMS9900 може да адресира само 64 KB памет, а 8086 – цял мегабайт. TI пренебрегва разработването на своя 16-битов периферен чип, поради което процесорът може да работи само с 8-битова шина с много ниска за това време производителност. Това не е всичко – в TMS9900 няма регистри и за всичко се използва оперативната памет. Ето защо, съвсем не е за учудване, че IBM избира Intel. Кой знае, ако TI бе направила малко по-добър процесор, сега навярно щяхме да използваме предимно нейната продукция.

През 2014 година компанията Qualcomm предприема първия си опит за създаване на 8-ядрен процесор с архитектурата big.LITTLE. Той трябва да има 4 мощни Cortex A-57 ядра и 4 икономични Cortex-A53. Идеята е добра, но технологичният процес не е подбран удачно – 20 nm на TSMС. Да си спомняте друг 20 nm процесор? Няма. Samsung решава да пропусне 20 нанометровия технологичен процес и има защо. Snapdragon 810 така си остана в паметта на всички като един много горещ чип, който може да демонстрира рекордна производителност, но само за около една минута. Qualcomm се опита реши проблема с няколко нови ревизии на тази SoC, но не успя.

По това време става ясно, че Intel с х86 архитектурата все пак е по-добре от IBM с PowerPC. С излизането на първите процесори G5, Apple се надява, че за една година IBM ще преодолее бариерата от 3 GHz и ще се изравни с Intel. Но това не се случи. Всъщност, тази честота е достигната, но се налага използването на водно охлаждане. В крайна сметка Apple няма с какво да замени G4 в своите лаптопи и се взема решение да се използва Intel x86.

Архитектурата Pentium III е прекрасна за своето време и топ решенията с нея дори изпреварват Pentium 4 с доста по-висока честота. Уви, тогава Intel се надпреварва с AMD, „кой първи ще предложи на пазара процесор с честота над 1 GHz“. Интел си затваря очите на това, че P3 със 180 нанометров технологичен процес при честота 1,13 GHz работи нестабилно и започва да продава тези чипове.

Резултатът е съвсем предсказуем. Потребителите, закупили един толкова горещ, скъп и на всичкото отгоре нестабилен чип, искат Intel да им върне парите. Налага се процесорният гигант да изземе цялата партида. В резултат от това, стабилните решения с тактова честота 1,1 и 1,13 GHz излизат една година по-късно, във вид на модификацията D0.

Виждаме, че различните процесорни производители са допускали своите грешки при създаването на CPU. В някои случаи това води до неголеми проблеми, но понякога това води до загубата на немалък пазарен дял, а има случаи и на пълна загуба на част от пазара. Разбира се, това съвсем не са всички неудачни по една или друга причина процесори. В следващ материал ще разгледаме други подобни чипове.