Como a Intel se tornou a maior fabricante de chips do mundo: evolução do design e da tecnologia de fabricação de chips

A Intel é uma empresa multinacional que dominou o mercado de design e fabricação de chips por décadas. Como líder do setor, a empresa garantiu negócios e parcerias de alto nível com grandes corporações envolvidas na fabricação e montagem de sistemas de computador. Mas por que a Intel se tornou um participante dominante no negócio de design de chipset e as empresas do mesmo setor? Por que a Intel não tem concorrência e o que manteve no escuro suas participações de concorrentes proeminentes da ARM, apesar de ter um mercado de grande escala? Vamos ver o que deu à Intel sua posição atual e poderosa e por que seus últimos anúncios de empreendimentos futuros marcariam outro sucesso para a empresa.

Primeiro passo em direção à evolução: Intel lança o 4004

Se fôssemos começar a nos deter em como os processadores como os conhecemos surgem, teríamos que voltar muito no tempo até a descoberta do silício. Os processadores inicialmente evoluíram para um chip ao longo do tempo a partir de interruptores e portas, conforme proposto por Nikola Tesla e transistores inventados no Bell Labs nos anos 40. Embora a evolução possa ser datada de volta, mas para a geração moderna, os processadores sempre foram definidos pelo nome Intel.

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Após sua fundação em 1968, a Intel estava desenvolvendo processadores com base em pedidos para grandes corporações, e um desses pedidos foi da Busicom Corp. do Japão, que pediu à Intel que construísse um lote de um microprocessador personalizado, que estava totalmente integrado em um único pequeno lasca. A Intel fez isso com a ajuda do físico Federico Faggin. Como o novo Intel 4004 operava com funcionalidade total em ambientes de teste, a Intel finalmente o lançou como uma peça de tecnologia disponível comercialmente. Isso marcou não apenas a incursão da Intel na fabricação de chips para computadores individuais, mas também embarcou em uma série de pesquisas e experimentações para mudar e, por fim, dominar a experiência de computação pessoal dos usuários.

A arquitetura x86: o domínio da Intel sobre a fabricação e design de chips

O Intel 4004 foi seguido por seus próprios sucessores até 1981. Mas antes disso, a Intel registrou um novo sucesso na arquitetura de design de chips, que na época ninguém pensava que se tornaria a base para o futuro do design de chips e da tecnologia de fabricação, não apenas para Intel, mas também os outros concorrentes potenciais nesta indústria.

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Cada CPU é projetada de acordo com um ISA específico, que significa Instruction Set Architecture , que basicamente diz à CPU para fazer seu trabalho. Essas instruções, que são escritas em linguagem assembly, executam os códigos matemáticos da CPU e, portanto, controlam a compreensão, o processamento e a execução final dos comandos da CPU. A arquitetura x86 era um conjunto semelhante de instruções, que primeiro encontrou seu caminho em tudo isso através dos processadores 8086 da Intel em 1978. A arquitetura x86 é tecnicamente chamada de arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computing).Em palavras simples, o CISC é feito para executar comandos complexos em um computador, tornando os processadores capazes o suficiente para compreender várias instruções operacionais como um único slot de dados. Isso permite que o sistema do computador execute aplicativos e software que requerem mais memória para funcionar.

Sucesso da arquitetura x86: Intel vence a Motorola para se tornar o padrão da indústria

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O nome “x86” foi derivado da linha inicial de processadores que a Intel lançou com um sufixo “86”, como 8086, 80186 e 80286. A Intel foi então competida no mercado pela série 68000 de processadores da Motorola , que foi escolhida para o Apple Macintosh . No entanto, a compatibilidade com versões anteriores do x86 para dispositivos mais antigos e mais recentes tornou mais fácil para a Intel permanecer no mercado. Além disso, a falha do Macintosh resultou na incompetência da Motorola em fornecer seus processadores em grandes quantidades para a então líder do setor, IBM , que mais tarde decidiu prosseguir nos negócios com a Intel. E foi aí que o x86 se tornou um padrão da indústria, forçando outros a basear seu conjunto clonado de arquitetura de chip e instrução nele.

AMD: o primeiro concorrente

AMD, abreviação de Advanced Micro Devices Inc.foi fundada na mesma época em que a Intel foi fundada. A AMD, assim como a Intel, foi co-fundada pelos ex-funcionários da mesma empresa chamada Fairchild Semiconductors. A AMD começou como um segundo fornecedor para a própria Fairchild e mais tarde também fez uma joint venture com o conglomerado alemão Siemens. Mas a AMD fez uma descoberta quando a Intel forneceu à AMD bancos de dados de sua arquitetura x86. Quando a IBM avançou com a Intel, ela colocou uma condição no contrato de que a Intel teria de fornecer à IBM um fabricante de segunda fonte para seus processadores baseados em x86, e a AMD obteve a oferta. Isso resultou em uma parceria de dez anos entre a AMD e a Intel. Nesse período, a AMD permaneceu como segunda fornecedora de processadores x86 depois da Intel e, nos cinco anos seguintes, lançou seus próprios processadores clonados da arquitetura x86, portanto,

No cenário atual, a AMD é a única concorrente da Intel na indústria de design de chips. Porém, a Intel possui um processo de fabricação próprio, o que lhe permite garantir um material de melhor qualidade em seus processadores. Por outro lado, a AMD ainda está terceirizando a fabricação e está lidando com problemas de aquecimento. No entanto, a nova arquitetura de chip Ryzen da AMD provou ser bem-sucedida e superou a Intel no mercado em certos níveis. Mas a Intel ainda domina a seção de PCs e servidores da indústria de chips.

ARM Holdings: uma nova descoberta

A ARM Holdings era chamada anteriormente de Acorn Computers, onde alguns engenheiros de Cambridge descobriram um chip processador com baixo consumo de energia. A diferença era que este chip foi projetado em uma arquitetura completamente diferente chamada RISC (Reduced Instructions Set Computing). Ao contrário do CISC, essa arquitetura era capaz de lidar com toda a computação da CPU em pacotes de dados únicos, permitindo que o computador também resolvesse problemas básicos de armazenamento. Mas há um problema. Embora os chips baseados em RISC possam receber todos os tipos de comandos da CPU no armazenamento separadamente, tal arquitetura não seria capaz de realizar tarefas de sistema de computador em grande escala e não seria capaz de executar software que requer mais memória. Isso ocorre porque a memória seria consumida por dados de instrução em quantidade comparativamente grande. Mesmo se um chip fosse projetado para executar um servidor ou sistema de memória maior, não seria econômico e até enfrentaria atrasos graves e problemas de aquecimento e danos.

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Mas, havia uma vantagem. Os novos chips RISC eram capazes de funcionar com menos energia e até mesmo usar a energia de componentes residuais próximos. Isso tornou esses chips a melhor chance de sucesso para dispositivos portáteis, e isso levou a um acordo entre a Acorn e a Apple para os dispositivos Newton da Apple. Newton falhou, mas correu o boato de que existe um processador que pode rodar em dispositivos portáteis. O nome ARMfoi criada em 1998, o IPO da empresa e, desde então, a ARM adquiriu mais de vinte empresas envolvidas em qualquer tipo de pesquisa e desenvolvimento de semicondutores. A empresa investiu pesadamente em pesquisa desde então e se tornou uma fonte da arquitetura de uma variedade de processadores que rodam os smartphones modernos de marcas como Samsung e Apple. Portanto, se a qualquer momento você ouvir Qualcomm ou Cortex, saiba que o ARM está envolvido em segundo plano.

Então, por que ninguém nunca ouviu falar de ARM?

A ARM é uma das corporações britânicas de maior sucesso. Mas o motivo pelo qual ninguém realmente sabe sobre a empresa é que ela nunca projeta ou fabrica chips em seu próprio nome. ARM é uma organização dedicada à pesquisa que evoluiu, atualizou e melhorou sua arquitetura de chipset. Em troca dessa pesquisa e arquitetura, a ARM cobra dos designers e fabricantes uma taxa de licença pelo uso de sua propriedade intelectual, e também cobra royalties por cada chipset vendido em seus smartphones. Os chipsets de baixo consumo de energia provaram ser bem-sucedidos para smartphones e se mostraram eficazes na execução de dispositivos portáteis de última geração, que executam aplicativos de pequeno porte.

Mas a ARM agora enfrenta um grande problema de competição no futuro. Muitas empresas já começaram a fazer suas próprias CPUs e GPUs. A Qualcomm é um exemplo. Outros também estão tentando fazer isso. A Samsung também está tentando fazer um design de chip eficiente; no entanto, além da Qualcomm, nenhuma outra empresa obteve sucesso considerável. Enquanto isso, a ARM tem licenciado outros fabricantes de smartphones como Huawei, LG, Apple e Samsung e continua a fornecer projetos de arquitetura.

Em meio aos recentes desenvolvimentos nos acordos da Qualcomm e da Apple e a última proibição da Huawei , os fabricantes de smartphones buscam a autossuficiência. O modelo de negócios da ARM prosperará no futuro apenas por depender de royalties sobre licenças de arquitetura?

A ARM irá adquirir o controle da Intel?

A Intel enfrentou certos altos e baixos em seu negócio de design de chips, mas é quase impossível derrubar a Intel para sua contraparte britânica. Embora o ARM tenha controle sobre a maioria do mercado de smartphones, a Intel e sua arquitetura x86 possuem desktops, servidores e outros equipamentos de comunicação de grande escala. Como afirmado anteriormente, a arquitetura RISC do ARM está longe de clonar um servidor eficiente do tipo CISC. RISC sempre foi destinado a chips de dispositivos portáteis e ARM não tem nenhum progresso significativo na seção de laptop e servidor da indústria de chips até o momento. Além disso, a Intel tem um relacionamento de longa data com a IBM, o que a coloca em uma posição lucrativa em comparação com a ARM. Além disso, a Intel também tem a vantagem do nome da marca, que é um grande negócio no setor de marketing.

Os programas de parceria da Intel com outras empresas também estão aumentando. O evento de apresentação mais recente da Intel apresentou sua parceria com empresas como HP, DELL e Acer para fazer laptops eficientes para criadores de conteúdo, bem como uma parceria com a Alienware para fazer laptops compatíveis com jogos. Além disso, a Intel anunciou recentemente seus novos processadores Ice Lake, juntamente com seus planos de lançar seus visionários laptops Athena.Por outro lado, a ARM não destacou ou anunciou qualquer desenvolvimento em grande escala ou diversificação em relação à sua seção de design de chips. Dado esse fato, os novos processadores Core 10 da Intel seriam outra marca na indústria de chips, especialmente na seção focada em alimentar desktops e servidores. Com a recente aquisição da ARM pela Softbank, não está claro onde o negócio de design de chipsets da ARM levará mais longe.

Não se pode dizer que o ARM acabou ou que a Intel tem uma taxa de sucesso de 100%. Embora a ARM ainda seja líder em design de chips para smartphones, a Intel luta por lucros sustentáveis. Isso significa que ambas as empresas estão em estados mistos em termos de receita e participação de mercado. Mas quando falamos sobre números, as parcerias multinacionais da Intel e os investimentos em novos empreendimentos são responsáveis ​​por sua receita comparativamente mais alta. A Intel pode não ter um monopólio no mercado, seu foco em designs de chipset de qualidade sempre atraiu consumidores e a marca de longa duração provavelmente preservará isso no futuro. Ao contrário, a dependência contínua da ARM dos royalties das licenças precisa mudar para sustentar um futuro lucrativo em meio à competição inevitável.