Cómo Intel se convirtió en el mayor fabricante de chips del mundo: evolución del diseño de chips y la tecnología de fabricación

Intel es una corporación multinacional que ha dominado el mercado de fabricación y diseño de chips durante décadas. Siendo un líder de la industria, la compañía ha asegurado acuerdos y asociaciones de alto perfil con las principales corporaciones involucradas en la fabricación y ensamblaje de sistemas informáticos. Pero, ¿por qué Intel se ha convertido en un jugador dominante en el negocio del diseño de chipsets y qué pasa con las empresas del mismo sector? ¿Por qué Intel carece de competencia y qué ha mantenido en la oscuridad a su prominente competidor ARM a pesar de tener un mercado a gran escala? Veamos qué le dio a Intel su poderosa postura actual y por qué sus últimos anuncios de empresas futuras marcarían otro éxito para la empresa.

Primer paso hacia la evolución: Intel lanza el 4004

Si tuviéramos que empezar a profundizar en cómo los procesadores, tal como los conocemos, llegaron a existir, tendríamos que remontarnos en el tiempo hasta el descubrimiento del silicio. Inicialmente, los procesadores evolucionaron a un chip a través de un curso de tiempo a partir de interruptores y puertas, como propuso Nikola Tesla y transistores inventados en Bell Labs en los años cuarenta. Si bien la evolución puede remontarse, pero para la generación moderna, los procesadores siempre se han definido con el nombre de Intel.

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Después de su fundación en 1968, Intel se dedicó a desarrollar procesadores sobre la base de pedidos para grandes corporaciones, y uno de esos pedidos fue de Busicom Corp. de Japón, que le había pedido a Intel que les construyera un envío de un microprocesador personalizado, que estaba completamente integrado en un solo microprocesador pequeño. chip. Intel hizo eso con la ayuda del físico Federico Faggin. A medida que el nuevo Intel 4004 operaba a plena funcionalidad en entornos de prueba, Intel finalmente lo lanzó como una pieza de tecnología disponible comercialmente. Esto marcó no solo la incursión de Intel en la fabricación de chips para computadoras individuales, sino que también se embarcó en una serie de investigación y experimentación para cambiar y, en última instancia, dominar la experiencia informática personal de los usuarios.

La arquitectura x86: el dominio de Intel sobre la fabricación y el diseño de chips

El Intel 4004 fue seguido por sus propios sucesores hasta 1981. Pero antes de eso, Intel registró un nuevo éxito en la arquitectura de diseño de chips, que en ese momento nadie pensó que se convertiría en la base para el futuro del diseño de chips y la tecnología de fabricación no solo para Intel, sino también los otros competidores potenciales en esta industria.

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Cada CPU está diseñada según una ISA específica, que significa Arquitectura de conjunto de instrucciones , que básicamente le dice a la CPU que haga su trabajo. Estas instrucciones, que están escritas en lenguaje ensamblador, ejecutan los códigos matemáticos de la CPU, por lo tanto, controlan la comprensión, el procesamiento y la ejecución final de los comandos de la CPU. La arquitectura x86 era un conjunto de instrucciones similar, que se introdujo por primera vez en todo esto a través de los procesadores 8086 de Intel en 1978. La arquitectura x86 se denomina técnicamente arquitectura CISC (Computación de conjunto de instrucciones complejas).En palabras simples, CISC está hecho para ejecutar comandos complejos en una computadora al hacer que los procesadores sean lo suficientemente capaces para comprender múltiples instrucciones operativas como una sola ranura de datos. Esto permite que el sistema informático ejecute aplicaciones y software que requieren más memoria para ejecutarse.

Éxito de la arquitectura x86: Intel supera a Motorola para convertirse en estándar de la industria

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El nombre "x86" se deriva de la línea inicial de procesadores que Intel lanzó con un sufijo "86", como 8086, 80186 y 80286. Luego, Intel compitió en el mercado con la serie de procesadores 68000 de Motorola , que fueron elegidos para Apple Macintosh. . Sin embargo, la compatibilidad con versiones anteriores de x86 para dispositivos antiguos y nuevos facilitó que Intel permaneciera en el mercado. Además, el fracaso de Macintosh resultó en la incompetencia de Motorola para proporcionar sus procesadores en grandes cantidades al entonces líder de la industria IBM , quien más tarde decidió seguir adelante en los negocios con Intel. Y ahí es donde x86 se convirtió en un estándar de la industria, empujando a otros a basar su conjunto clonado de arquitectura e instrucción de chip en el mismo.

AMD: el primer competidor

AMD, abreviatura de Advanced Micro Devices Inc.se fundó al mismo tiempo que se fundó Intel. AMD, al igual que Intel, fue cofundada por ex empleados de la misma empresa llamada Fairchild Semiconductors. AMD comenzó como un segundo proveedor para Fairchild y luego también se convirtió en una empresa conjunta con el conglomerado alemán Siemens. Pero AMD hizo un gran avance cuando Intel proporcionó a AMD bases de datos de su arquitectura x86. Cuando IBM siguió adelante con Intel, puso una condición en el contrato de que Intel tendría que proporcionar a IBM un fabricante de segunda fuente para sus procesadores basados ​​en x86, y AMD obtuvo la oferta. Esto resultó en una asociación de diez años entre AMD e Intel. En este período, AMD siguió siendo el proveedor de segunda fuente de procesadores x86 después de Intel, y en los siguientes cinco años, lanzó sus propios procesadores clonados a partir de la arquitectura x86, por lo tanto,

En el escenario actual, AMD es el único competidor de Intel en la industria del diseño de chips. Sin embargo, Intel tiene un proceso de fabricación interno, lo que le permite asegurar un material de mejor calidad en sus procesadores. Por otro lado, AMD todavía está subcontratando la fabricación y está lidiando con problemas de calefacción. Sin embargo, la nueva arquitectura de chip Ryzen de AMD ha demostrado ser exitosa y ha superado a Intel en el mercado en ciertos niveles. Pero Intel todavía domina la sección de PC y servidores de la industria de los chips.

ARM Holdings: un nuevo descubrimiento

ARM Holdings se llamaba anteriormente Acorn Computers, donde algunos ingenieros de Cambridge descubrieron un chip de procesador de bajo consumo. La diferencia fue que este chip fue diseñado en una arquitectura completamente diferente denominada RISC (Informática de conjunto de instrucciones reducidas). A diferencia de CISC, esta arquitectura era capaz de manejar todos los cálculos de la CPU en paquetes de datos únicos, lo que le permitía a la computadora tomar también problemas básicos de almacenamiento. Pero hay una trampa. Aunque los chips basados ​​en RISC pueden tomar todo tipo de comandos de CPU en el almacenamiento por separado, dicha arquitectura no podría realizar tareas de sistema informático a gran escala y no podría ejecutar software que requiera más memoria. Esto se debe a que los datos de instrucción consumirían la memoria en cantidades comparativamente grandes. Incluso si un chip está diseñado para ejecutar un servidor o sistema de memoria más grande, no sería rentable e incluso enfrentaría retrasos graves y problemas de calor y daños.

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Pero había una ventaja. Los nuevos chips RISC pudieron funcionar con menos energía e incluso fueron capaces de utilizar la energía de los componentes residuales cercanos. Esto convirtió a estos chips en la mejor oportunidad de éxito para los dispositivos portátiles, y esto llevó a un acuerdo entre Acorn y Apple para los dispositivos Newton de Apple. Newton falló, pero se corrió la voz de que hay un procesador que puede funcionar en dispositivos portátiles. El nombre ARMse estableció en 1998 IPO de la empresa y, desde entonces, ARM ha adquirido más de veinte empresas involucradas en cualquier tipo de negocio de investigación y desarrollo de semiconductores. La compañía ha invertido mucho en investigación desde entonces y se ha convertido en una fuente de la arquitectura de una variedad de procesadores que ejecutan los teléfonos inteligentes modernos de marcas como Samsung y Apple. Por lo tanto, si en algún momento escucha a Qualcomm o Cortex, sepa que ARM está involucrado en segundo plano.

Entonces, ¿por qué nadie ha oído hablar de ARM?

ARM es una de las corporaciones británicas de mayor éxito. Pero la razón por la que nadie sabe realmente sobre la empresa es que nunca diseña ni fabrica chips en su propio nombre. ARM es una organización dedicada a la investigación que ha evolucionado, actualizado y mejorado su arquitectura de chipset. A cambio de esta investigación y arquitectura, ARM cobra a los diseñadores y fabricantes una tarifa de licencia por usar su propiedad intelectual, y también cobra regalías por cada chipset que se vende en sus teléfonos inteligentes. Los conjuntos de chips de bajo consumo han demostrado ser exitosos para teléfonos inteligentes y han demostrado ser efectivos para ejecutar dispositivos portátiles de alta gama, que ejecutan aplicaciones de tamaño pequeño.

Pero, ARM ahora enfrenta un importante problema de competencia en el futuro. Muchas empresas han comenzado a fabricar sus propias CPU y GPU. Qualcomm es uno de esos ejemplos. Otros también están tratando de hacer eso. Samsung también ha intentado hacer un diseño de chip eficiente; sin embargo, aparte de Qualcomm, ninguna otra empresa ha tenido un éxito considerable. Mientras tanto, ARM ha otorgado licencias a otros fabricantes de teléfonos inteligentes como Huawei, LG, Apple y Samsung y continúa proporcionándoles diseños de arquitectura.

En medio de los recientes desarrollos en el acuerdo de Qualcomm y Apple y la última prohibición de Huawei , los fabricantes de teléfonos inteligentes apuntan hacia la autosuficiencia. ¿Prosperará el modelo de negocio de ARM en el futuro simplemente dependiendo de las regalías de las licencias arquitectónicas?

¿ARM alguna vez tomará el control de Intel?

Intel ha enfrentado ciertos altibajos en su negocio de diseño de chips, pero es casi imposible derrotar a Intel para su contraparte británica. Aunque ARM tiene control sobre la mayoría del mercado de teléfonos inteligentes, Intel y su arquitectura x86 poseen computadoras de escritorio, servidores y otros equipos de comunicación a gran escala. Como se dijo anteriormente, la arquitectura RISC de ARM no se acerca a la clonación de un servidor de tipo CISC eficiente. RISC siempre estuvo diseñado para chips de dispositivos portátiles y ARM no ha tenido un progreso significativo en la sección de computadoras portátiles y servidores de la industria de chips hasta el momento. Además, Intel tiene una relación de larga data con IBM que coloca a Intel en una posición rentable en comparación con ARM. Además, Intel también tiene la ventaja del nombre de marca, que es un gran problema en el negocio impulsado por el marketing.

Los programas de asociación de Intel con otras empresas también están aumentando. El último evento principal de Intel mostró su asociación con empresas como HP, DELL y Acer para fabricar laptops eficientes para creadores de contenido, así como una asociación con Alienware para fabricar laptops compatibles con juegos. Además, Intel anunció recientemente sus nuevos procesadores Ice Lake junto con sus planes para lanzar sus visionarios portátiles Athena.Por otro lado, ARM no ha destacado ni anunciado ningún desarrollo o diversificación a gran escala con respecto a su sección de diseño de chips. Dado este hecho, los nuevos procesadores Core 10 de Intel serían otra abolladura en la industria de los chips, especialmente en la sección centrada en la alimentación de computadoras de escritorio y servidores. Con la reciente adquisición de ARM por Softbank, no está claro adónde conduciría más el negocio de diseño de chipsets de ARM.

No se puede decir que ARM se haya ido o que Intel tenga una tasa de éxito del 100%. Si bien ARM sigue siendo el líder en el diseño de chips para teléfonos inteligentes, Intel ha estado luchando por obtener ganancias sostenibles. Esto significa que ambas empresas se encuentran en estados mixtos en términos de ingresos y participación de mercado. Pero cuando hablamos de números, las asociaciones multinacionales de Intel y la inversión en nuevas empresas explican sus ingresos comparativamente más altos. Es posible que Intel no tenga un monopolio en el mercado, su enfoque en los diseños de chipset de calidad siempre le ha llevado a los consumidores y es probable que la marca duradera lo mantenga en el futuro. Por el contrario, la dependencia continua de ARM de las regalías por licencias debe cambiar para mantener un futuro rentable en medio de la competencia inevitable.