Svenska CPU-guiden – Sveriges största test av processorer (arkiv)

X86 och dess tillverkare

När man talar om processorer idag är det primärt två typer av arkitekturer som används för konsumentenheter: X86 och ARM. ARM är den vanligaste lösningen för mobila enheter som mobiltelefoner och surfplattor och används till stor del för sin energieffektivitet och för att mer eller mindre vilken aktör som helst kan licensiera tekniken. X86, som är den vanligaste arkitekturen för persondatorer, fungerar lite annorlunda och har en lite mer komplicerad historia.

CISC/RISC

Arkitekturen X86 bygger processordesign som kallas CISC, eller Complex instruction set computing, medan ARM (och grafikprocessorer) bygger på en annan infallsvinkel som kallas RISC, Reduced instruction set computing. Skillnaden mellan de två är stundtals hårfin idag, men överlag brukar man säga att RISC prioriterar mindre instruktionsset som är särskilt optimerade, medan CISC satsar på en stor verktygslåda med instruktioner som kan användas till mer än en syssla. Med andra ord kan man trubbigt säga att om man ställer en RISC-processor mot en CISC-processor, som båda har samma klockfrekvens och klarar av lika många instruktioner per cykel, så kommer RISC vara snabbare på de instruktioner som det finns stöd för, men CISC kommer kunna genomföra mer komplexa sysslor.

Till vänster: Intel 80386, världens första “äkta” 32-bits X86-processor.

Namnet X86 har sina rötter i en specifik CISC-baserad processormodell som Intel lanserade år 1978, kallad Intel 8086. Samma processor byggdes sedan ut i efterföljande modeller, så att nya processorer och program skulle vara bakåtkompatibla men ändå bli kraftfullare för varje generation. Just termen X86 kom dock inte att användas flitigt förrän efter lanseringen av 32-bitsprocessorn 80386 (även kallad Intel i386), så i själva verket är det bakåtkompatibilitet med 80386 som menas med X86-stöd, även om 8086 är den ursprungliga utgångspunkten som gav upphov till namnet.

I och med att tekniken har sina rötter i en specifik processor från Intel så är det också Intel som haft kontroll över vem som får och inte får använda sig av X86-arkitekturen, och det är också därför så få tillverkare faktiskt utvecklar X86-processorer. Faktum är att det utöver Intel bara är två företag som har en sådan licens och som fortfarande är aktiva idag, nämligen AMD och VIA. Här nedanför kommer vi gå igenom lite kort vad som särskiljer de olika företagen.

Intel

Intel är en av de absolut största aktörerna inom datorbranschen och även ett av de största och högst värderade företagen i världen. De är främst kända för sina processorer, som varit med och format den moderna datorindustrin, inte minst för kontors- och hemanvändning. Som vi nämnt längre upp så är det Intel som står bakom X86-arkitekturen som är standard i persondatorer idag, och som en stor spelare inom materialforskning har de även varit med och format den bakomliggande halvledarindustrin och tenderar att ligga i framkant med ny tillverkningsteknik.

Dessutom är Intel en av ytterst få aktörer som både designar och tillverkar sina egna processorer, snarare än att hyra in sig på andra företags fabriker. Fördelen med en sådan modell är att Intel kan skräddarsy sin tillverkningsteknik efter sin arkitektur och att de får betydligt högre kontroll över sin produktionsvolym. Nackdelen är såklart att det kostar att upprätthålla en så stor halvledartillverking, inte minst då Intel främst använder tillverkningen själva snarare än att hyra ut fabrikationen till andra företag.

Utöver processorer tillverkar Intel även grafikkretsar och kontrollerkretsar, samt flashlagring i samarbete med Micron. Som kuriosa kommer termen “Moores Lag” från Gordon Moore, en av Intels två grundare.

AMD

Den näst största tillverkaren av X86-processorer är AMD (Advanced Micro Devices), som fick sin X86-tillverkningslicens när de anlitades som partnertillverkare av Intel under 1980-talet, detta för att IBM (som då var en av Intels största kunder) hade som krav att köpa sina 8086-processorer från minst två källor. Intel satte dock ner foten för samarbetet i samband med 80386- och 80486-familjerna, vilka de inte ville dela med AMD.

Fram tills de två företagen kom överens (vilket dröjde till 1996) producerade AMD dekonstruerade kloner av Intels processorer, och därefter fick de en officiell licens att använda all kod och arkitektur från just 386- och 486-familjerna, men inte nyare processorer som Celeron eller Pentium. Alla AMD:s egenutvecklade X86-processorer är därmed framtagna i rakt nedstigande led från företagets 80386-varianter.

Sedan dess har AMD gått ifrån sin position som partnertillverkare till att vara en regelrätt konkurrent mot Intel på sistnämndas egen hemmaplan. Genom åren har AMD varit drivande i att få igenom flera nya tekniker i konsumentprocessorer, däribland flertrådsteknik och 64-bitars minnesadressering.

Idag har de halkat efter Intel på entusiastmarknaden, men riktar istället desto mer av sitt krut mot mellanklassen, inte minst med sina satsningar på att framhäva grafikprocessorn som den “andra hjärnhalvan” i en dator, där CPU:n är den första. AMD är som bekant också en av världens största aktörer inom PC-grafik med sin Radeon-familj grafikkretsar, sedan uppköpet av ATI år 2006.

Till skillnad från Intel så har AMD inte någon egen kretstillverkning idag utan företaget hyr istället in sig på TSMC:s eller Globalfoundries fabriker. Så har dock inte alltid varit fallet, utan AMD valde år 2009 att splittras med sin tillverkningsarm som då blev Globalfoundries, vilket är världens näst största kretstillverkare idag.

VIA

Den minsta av de tre X86-tillverkarna är VIA, ett företag som idag knappt har någon närvaro alls på konsumentmarknaden men som tidigare var en ganska högprofilerad aktör främst för budgetsystem och mini ITX-formfaktorn. VIA har länge satsat främst på kostnads- och energieffektiva X86-processorer riktade mot inbyggda system, servrar och arbetsdatorer.

VIA har gått längs med en minst lika krokig stig som AMD för att få sin X86-licens; för VIA:s del har licensen sina rötter i företaget Cyrix, som var en förhållandevis stor aktör inom X86-processorer under 90-talet. Till skillnad från AMD så var aldrig Cyrix anlitade av Intel som partnertillverkare – istället producerade de inledelsevis helt dekonstruerade kloner på Intels processorer på eget bevåg, som dessutom passade i Intels processorsocklar.

Det fick till slut Intel att sätta ner foten och anmäla Cyrix för patentintrång. När saken sedan granskades i domstol visade det sig dock att Cyrix hade varit tillräckligt noggranna i sin dekonstruering att företagets processorer kunde vara helt kompatibla med X86-kod utan att använda sig av ett enda av Intels patent – med andra ord kunde Cyrix processorer leverera i stort sett samma resultat men med ett helt annat tillvägagångssätt. Resultatet blev, snopet nog för Intel, att domstolen beslutade att Cyrix skulle få den X86-licens som de saknat tidigare.

Cyrix gick senare samman med ett annat företag, National Semiconductor, och år 1999 köpte VIA upp motsvarande del av National Semiconductor. Samma år köpte VIA även upp Centaur Technology, en annan mindre X86-tillverkare. I en uppgörelse med Intel år 2003 beslutades det att VIA skulle få överta X86-licensen från uppköpen, men att de inte hade tillåtelse att fortsätta använda Intels processorsocklar.

I och med VIA:s försvinnande lilla marknadsandel kommer vi inte ha med några av företagets processorer i den här artikeln i dagsläget.