Intel slaví 50 let. Pohled do historie, začátků a méně známých i klíčových momentů

Letos 18. července nastává v počítačovém průmyslu speciální datum. Jedna z vůbec nejvýznamnějších firem totiž dnes slaví významné výročí: Intelu je nyní přesně 50 let od chvíle, kdy byl v roce 1968 založen. Na oslavu tohoto jubilea si připomeneme něco z jeho historie a toho, co dal světu.  

Počátky firmy a slavné značky

Prvních 106 zaměstnanců Intel v roce 1969. Vepředu vlevo Robert Noyce, vpravo Gordon Moore, v druhé řadě vpravo Andy Grove

Tohoto dne před padesáti lety byl budoucí Intel založen později slavnými jmény Andy Grovem, Gordonem Moorem, kterého znáte jako autora Moorova zákona (věnovali jsme mu kdysi i zvláštní článek, také popisující jeho cestu raným i pozdějším polovodičovým průmyslem) a Robertem Noycem, jenž je spoluvynálezcem integrovaného obvodu. Moore, Noyce i Grove předtím pracovali ve Fairchild Semiconductor – přičemž Moore a Noyce ho i spoluzakládali – firmě, která byla průkopníkem tranzistorů a polovodičů. Noycovi se ale nelíbil management firmy a rozhodl se odejít a založením Intelu se osamostatnit. Moore byl do té doby ředitelem vývoje Fairchildu a rozhodl se ho následovat. 18. srpna svou novou firmu založili ještě jako NM Electronics, ale během pár dní název změnili na Intel, což byla původně složenina z Integrated Electronics. Andy Grove byl prvním zaměstnancem. Všichni tři se pak eventuálně vystřídali jako šéfové Intelu.

Kdyby k této změně provizorního názvu nedošlo a historie šla stejným směrem, možná by se procesory Intelu dnes jmenovaly „NME“. Mimochodem, podle Wikipedie už měl ve finále zvolené jméno zaregistrován hotelový řetězec Intelco, museli od něj proto práva na používání v oboru elektroniky koupit.

První mikroprocesory

Procesorové počátky firmy Intel jsou poměrně dobře známé. Jen nedávno jsme zde psali o procesoru 8086 z roku 1976, který založil její pozdější úspěch s architekturou x86, a který měl sám 40leté výročí. Jak se někdy říká, zbytek už je historie, ale ještě před ním firma vyprodukovala několik dalších, které slavnému (80)86 vytvořily cestu. Prvním procesorem vůbec byl velmi jednoduchý čip 4004 z roku 1971, který bývá uváděn jako první mikroprocesor vůbec (i když v té době vznikaly i alternativy, například i tehdy tajná elektronika MP944 pro letoun F-14 Tomcat). To není vůbec malá věc, všechna tehdejší CPU totiž bývala tvořena diskrétními součástkami na deskách PCB, ovšem pojem mikroprocesor znamená, že čip byl tvořen integrovaným obvodem, v případě 4004 jediným.

Intel 4004 (Foto: Thomas Nguyen, Wikimedia Commons)

To byl do budoucna obrovský pokrok, bez kterého by CPU nikdy neměla stejně velký výkon. Čip 4004 tím byl ideální třeba do kalkulátorů a první komerční použití také bylo v programovatelné kalkulačce japonské firmy Busicom. Na čipu mimochodem pracoval Federico Faggin opět z Fairchildu, jenž potom založil Zilog a dal světu procesory Z80, základ například ZX Spectra. Čip 4004 obsahoval jen okolo 2300 tranzistorů a běžel na frekvenci 740 kHz. Instrukční sada čítala pouhých 46 instrukcí a výrobní proces byl 10000nm.

Maska pro Intel 4004 (kovové spoje), můžete vidět, jak málo byl čip komplexní, z dnešního pohledu (Zdroj: 4004.com)

Mezi čipem 4004 a 8086 vyprodukoval Intel ještě osmibitové procesory 8008 a 8080 (jehož přepracovaným klonem byl onen Z80). Zejména druhý byl významný tím, že jeho design ovlivnil i čip 8086, jelikož ten byl s procesorem 8080 částečně kompatibilní. Nové CPU bylo navrženo tak, aby se kód v asembléru dal automaticky konvertovat na novou architekturu. Určité stopy tohoto osmibitu tak přežily v původní architektuře a registrech čipů x86. Mimochodem, klony 8080 vyráběla i Tesla (ne automobilka, ale starý dobrý československý výrobce elektroniky).

Klon Intelu 8080 od Tesly (Foto: Konstantin Lanzet, Wikimedia Commons)

Intel nepoužíval jen architekturu x86

Mimo tyto procesory a čipy x86 pro expandující PC ovšem Intel měl i úplně jiné nápady. Mezi lety 1981 a 1985 například vyráběl velmi komplexní procesor iAXP 432, který se vůbec neměl vázat „legacy“ kompatibilitou jako za to později kritizované procesory x86. Šlo o do budoucnosti hledící CPU určené k zpracovávání kódu ve vysokoúrovňových programovacích jazycích jako Ada a Lisp a podporující na hardwarové úrovni objektové programování. Mikrokód dokonce implementoval garbage collection. Toto CPU ovšem nemělo úspěch, velké ambice a komplexita omezily jeho frekvence a výkon kazily i nezralé kompilátory. Jednodušší CPU se tedy ukázala jako lepší řešení.

Ještě před dodnes známými Itanii zkoušel Intel také architekturu VLIW v procesoru i860. To bylo v roce 1989, CPU se vyráběla na 800nm procesu a měla takt 25–40 MHz. Tato architektura moc úspěchu neměla (dost je ale využívala například americká armáda, existovaly s nimi pracovní stanice i superpočítače). Naopak hodně dobře si však vedla architektura i960. To byl zase pokus o procesor typu RISC (moc se to neví, ale jak Intel, tak AMD takováto CPU vyvinuly a prodávaly, u AMD šlo o architekturu 29000). Intel i960 byl paradoxně starší návrh něž i860, vyráběl se už od roku 1984, i coby reakce na neúspěch iAXP 432. Šlo o další pokus dostat se na highendový trh, pro který procesory x86 nestačily. Toto CPU naopak bylo dost úspěšné, ovšem v embedded trhu, takže opět není příliš známé. Ve výrobě údajně mělo být až do roku 2007. Ovšem už devadesátých letech od něj Intel ustoupil a z jeho vývojářů vznikl druhý separátní tým pro vývoj procesorů x86.

První sídlo, které Intel sám vlastnil na začátku 70. let, SC1 v Santa Clara. Firma uvádí, že sídlo vzniklo na místě sadu hrušní a do vybudování druhé části SC2 si zaměstnanci mohli ovoce v okolí trhat

Pentium Pro: moment, kdy se z Intelu stala technologická špička CPU

Právě z tohoto týmu přitom vzešel přelomový procesor, který změnil status této architektury. Intel s doprovodem konkurenčních firem navrhujících nebo klonujících procesory 8086/8088 až 486 stále rostl na vlně expanze počítačů PC (až k Pentiu, kde se architektury Intelu a konkurence rozešly). Ovšem stále šlo o procesory, které byly považované za méněcenné vůči výkonnějším CPU pro pracovní stanice a servery. A to i proto, že v té době se budoucnost ještě viděla v architekturách RISC jako Power, Sparc a MIPS (a tehdy také DEC Alpha). A sada x86 byla letitá architektura CISC, už tehdy kritizovaná za „nánosy“ legacy kompatibility, v nichž byla příznivci RISCů spatřována neřešitelná koule u nohy.

Pentium Pro (čip vpravo je externí L2 cache). Na krytu je původní logo firmy, nová verze s oválem okolo je až z roku 2006

Tým předtím pracující na i960 ale Intelu navrhl Pentium Pro neboli architekturu P6, která přišla s procesorem x86 používajícím superskalární architekturu s out-of-order vykonáváním instrukcí (x86 se interně překládal na jednodušší mikro-opy), tedy se všemi pokročilými koncepty. Toto CPU přineslo v roce 1995 značné zvýšení výkonu a zároveň se stalo základem podoby moderních procesorů x86, byť třeba instrukce SIMD ještě postrádalo (dodala je až Pentia II a III). Podstatné bylo, že s tímto CPU se Intel dostal do sféry skutečně výkoných velkých CPU a začal tím proces, v kterém ovládl servery a v podstatě i oblast superpočítačů. Dražší highendové architektury RISC byly procesory x86 od té doby více či méně vytlačeny. Pentium Pro minimálně načas znamenalo silnou dominanci i nad ostatními výrobci čipů x86. Historicky šlo asi o milník, jenž vytyčil Intelu cestu k postavení, které si od té doby drží.

Intel XSCale PXA255, ARM od Intelu (Foto: Raimond Spekking, Wikimedia Commons)

Intel a ARM

Mimochodem, Intel vyráběl ve své historii také procesory s instrukční sadou ARM. Dostal se k nim v roce 1997, kdy mu je prodal během soudních sporů DEC. Linie čipů označená StrongARM se dala najít třeba v různých mobilních zařízeních, Intelu také nahradila opouštěné čipy i860 a i960. Později Intel své ARMy vyráběl pod označením XScale, ale v roce 2006 tuto divizi prodal Marvellu. Tyto ARMy byla jinak specifické tím, že jim Intel dodal vlastní SIMD instrukce „WMMX“ (Wireless MMX).

Intel je původně výrobce pamětí, CPU byla záchranou

Ačkoliv si už Intel s procesory spojujeme automaticky, na závěr tohoto ohlédnutí do historie je dobré připomenout, že to tak nebylo vždy. Intel totiž vznikl a docela dlouho fungoval jako firma, která CPU neměla jako fokus. Od založení byla sice její pýchou schopnost vyrábět obvody integrované na jednom čipu, ale zpočátku viděla budoucnost v pamětech. Vůbec prvním produktem byl obvod 3101, což byla paměť SRAM. Ostatně i paměti v provedení jednoduchých švábů byly tehdy velkým přínosem proti starým technologiím, jako byly rozměrné bubnové a ferritové paměti. Proto se na ně také otcové zakladatelé Intelu zaměřili, když v roce 1968 začínali od píky jako dnešními slovy startup. SRAM (a poté DRAM) pak Intel vyráběl dlouhou dobu a až během exploze počítačů PC v osmdesátých letech se mu mikroprocesory staly příslovečným chlebem a dojnou krávou.

Paměť SRAM 3101, první produkt Intelu

Bylo to do budoucna velké štěstí (vtírá se myšlenka na kliku víte odkud), protože z operačních pamětí se stala komodita vyráběná velkým množstvím výrobců a na tomto trhu periodicky došlo k několika vlnám krizí, v nichž mnoho firem krachovalo. Intelu údajně DRAM v jednu dobu generovala 90 % tržeb, ale z trhu jej pak vytlačili levnější japonští výrobci. Podle některých údajů měl v roce 1974 celých 82,9 % trhu DRAM, ale v roce 1984 již jen 1,3 %.

Tehdy se Andy Grove odhodlal k radikálnímu kroku a trh pamětí se rozhodl úplně opustit, místo aby do něj dál investoval, ačkoliv tento obor v Intelu stále pociťovali jako centrální součást firmy. Až po značné době se Intel k pamětem vrátil a začal vyrábět NAND (a nově 3D XPoint) pro úložiště. Ale to už je jen bokovka a navíc ji Intel rozjel opatrně, ve společném podniku s Micronem. Nicméně, kdysi byly bokovka i ty procesory...

Předměty ze schránky, kterou Intel schoval před 15 lety při 35tém výročí. Zkušební procesory Willamette, Northwood a Prestonia z továrny v Costa Rice, visačka CEO, hůlky a náramky z továrny v Malajsii, cívka z bezdrátové antény. Intel se podílel na vývoji bezdrátových sítí, ale také na Ethernetu a technologii USB

Zaměřit se cele na mikroprocesory byla ovšem tehdy zcela správná volba, která se Intelu snad nemohla vyplatit víc. V roce 1985 zaznamenalo hospodaření firmy ztráty, což se od té doby téměř nebo vůbec neopakovalo. Tržby Intelu dodnes stoupají, loni měla společnost rekordní výsledek 62,8 miliard dolarů. Od začátku devadesátých let byla největším výrobcem polovodičů vůbec. Loni ji o toto místo sice připravil Samsung, ovšem jen díky tomu, že ceny pamětí DRAM stouply kvůli nedostatku více než dvakrát a masivně zdražily také paměti NAND. To logicky výrazně nafouklo tržby korejského koncernu, jemuž jsou paměti tím, čím Intelu CPU. Ovšem je otázka, zda může takový stav vydržet, takže Intel se na první pozici v žebříčku křemíkových hráčů může zase vrátit. Firma má před sebou pravděpodobně ještě hodně dalších let, uvidíme, zda v nich také dojde k nějakým velkým zvratům.