Чудова афера. Історія злету і м'якого падіння компанії Rambus
В кінці 90-x процесори в плані продуктивності пішли далеко вперед від інших компонентів комп'ютерів. Найвужчим місцем системи на той момент була оперативна пам'ять - недостатньо висока пропускна здатність стримувала тодішні «Пентіуми». Наситити інформаційний голод можна було тільки підвищенням частоти пам'яті і зниженням затримок до мінімуму. Але стара архітектура не давала необхідного простору для розвитку.
два шляхи
Пропускна здатність будь-якого інтерфейсу дорівнює добутку частоти роботи (Гц) і ширини шини (біт). Все б добре, але нескінченно збільшувати частоту і ширину шини не можна. Що робити? Залишається балансувати в пошуку оптимального співвідношення.
Виробники материнських плат були змушені комплектувати свої новинки модулями RDRAM - знайти їх у продажу було складно.
Виробники пам'яті розбилися на два табори: одні пішли по шляху збільшення частоти на шкоду ширині шини (SyncLink DRAM), інші - навпаки (Double Data Rate DRAM). І ті, і інші з головою поринули в думки про світле майбутнє і пустили всі сили на реалізацію спроектованих архітектур.
А в цей час маленька компанія Rambus не поспішаючи розробила власний варіант пам'яті майбутнього, бочком пройшла повз противників, а потім відкрила всі козирі. Трохи історії: сама компанія була заснована в березні 1990 року в каліфорнійському місті Лос-Альтос професорами двох серйозних американських університетів - Майком Фармволдом з Іллінойсу і Марком Горовиця зі Стенфорда. Протягом шести років Rambus була відома лише вузькому колу фахівців. Але після підписання угоди з Intel в грудні 1996 року про Rambus заговорив весь комп'ютерний світ. Спільно з процесорним гігантом маленька компанія зайнялася вдосконаленням пам'яті DRAM і досягла певних результатів.
Надвисокі частоти планки Rambus DRAM в лабораторних умовах забезпечували 99-відсоткове завантаження каналу (для порівняння: найуспішнішим конкурентам вдалося домогтися лише 70-відсоткової завантаження). Ширина шини залишала бажати кращого (16 біт), але інженери Rambus пообіцяли не затримуватися з переходом на нову сигнальну логіку, а там не за горами збільшення частоти і розширення шини даних до 32 біт. Пропускна здатність підсистем пам'яті на основі нової архітектури досягала фантастичного на той момент значення - 1 Гб / с. Але це був тільки початок. Через деякий час розробники ввели в чіп RDRAM механізм підготовки формування синхросигналу (On-chip Clock Trimming), що дозволило збільшити пропускну здатність до 4,2 Гб / с.
Що далі? Rambus представила архітектуру Direct Rambus DRAM, в основу якої лягла концепція «канальної» ієрархії - вирішення проблеми вузької шини даних за рахунок збільшення кількості паралельних каналів. Незважаючи на дорожнечу і складність у виробництві, Direct RDRAM охрестили пам'яттю нового століття, і Rambus, заручившись підтримкою Intel, пообіцяла забезпечити масові поставки готових планок оперативної пам'яті до червня 1999 року. Мова тоді йшла про 800-МГц модулях RDRAM ємністю від 32 Мб до 1 Гб з пропускною спроможністю 1,6 Гб / с.
Як по маслу
LG Semicon, Samsung, Mitsubishi і дюжина інших компаній ліцензували Rambus DRAM і поступово почали освоювати випуск пам'яті нового типу. Протягом півроку після цього (з червня 1998 по січень 1999 го) архітектуру оточували нескінченні похвали і оптимістичні прогнози аналітиків (за оцінками Toshiba, до початку 2002 року RDRAM повинна була зайняти 50% ринку). AMD і та не витримала і оголосила про намір ліцензувати перспективний інтерфейс для використання в чіпсетах під процесори сімейства K7.
У листопаді 1998 року на виставці Comdex Fall представники Intel з гордістю показали перший комп'ютер з робочими планками RDRAM. Для демонстрації можливостей системи використовувалася Forsaken, на той момент - одна з найбільш просунутих ігор в технологічному плані. Там же, на Comdex Fall, представники Rambus пообіцяли почати масовий випуск пам'яті за шість місяців до червневого запуску чіпсета Intel 820 для Pentium III.
Все йшло як по маслу. Виробники пам'яті продовжували вкладати гроші в випуск RDRAM. Вартість акцій Rambus піднялася до небувалого рівня, і комп'ютерна громадськість остаточно прийняла факт швидкого переходу на RDRAM-пам'ять. Залишалося натиснути. Ледь ледь.
Сюрприз підкрався непомітно
І тут почалося. Затримка з виходом Intel 820 (анонс чіпсета був перенесений з червня на вересень), невисокий відсоток придатних чіпів пам'яті ... На першому Intel Development Forum в 1999 році тільки п'ять з восьми виробників RDRAM-пам'яті представили готові планки, у інших не вийшло створити ні одного робочого модуля. На зв'язку Intel 820 + RDRAM накинулися з усіх боків. Фахівці почали говорити про високий тепловиділення, нестабільності і дорожнечі RDRAM, охолоджуючи інтерес простих користувачів до перспективної технології.
Оскільки не всі виробники могли освоїти випуск 800-МГц RDRAM, Intel вирішила ввести проміжну специфікацію пам'яті - 700 МГц. Справа пішла в гору, але в кінці березня в дизайнах RDRAM була виявлена помилка, яка могла приводити до припинення операції читання даних з регістрів DRAM (CMOS truncated bit). Втім, проблему досить швидко вирішили, і виробники пам'яті продовжили готувати тисячі модулів пам'яті до вересневого анонсу Intel 820.
Переломний момент
Навесні 1998 року Intel випустила Intel 820 ревізії A1, однак чіпсет виявився повільним і вкрай сирим. Чіпи версій B0 і B1 вийшли більш вдалими, але до ідеалу їм також було далеко. Втім, це не завадило Intel отримати підтримку Dell, яка оголосила про намір почати продажі серії робочих станцій Dell Precision 220, 420, 620 з пам'яттю типу RDRAM відразу після випуску нового чіпсета.
Пам'ять RDRAM наробила багато шуму, але їй не судилося здобути перемогу над DDR SDRAM.
Червень 1999 року став для союзу Intel і Rambus кошмаром. Два ключових партнера - AMD і IBM - відмовилися від використання RDRAM на користь SDRAM PC100 і PC133; в свою чергу, SiS, ALI і Reliance оголосили про намір представити перші чіпсети з системною шиною 133 МГц, а VIA початку постачати своїм Apollo Pro133 (FSB 133 МГц) основних виробників материнських плат.
Поставки Apollo Pro133 порушували права на ліцензію Intel, тому процесорний гігант подав до суду позов проти VIA. Але це не допомогло, і керівництво Intel ніде правди діти початок подумувати про можливість приєднання до прихильників SDRAM PC133.
До кінця літа в розпорядженні Intel було кілька готових материнських плат на Intel 820 від найбільших тайванських виробників. На вересневому IDF процесорний гігант знову продемонстрував робочу систему з RDRAM 800 МГц, але вона мало кого цікавила - результати тестів RDRAM і PC100 наочно показали, що великої переваги у RDRAM немає.
За два тижні до виходу Intel 820 в інтернеті з'явилися специфікації новеньких материнських плат ASUS, AOpen, ABIT і Chaintech. Близько мільйона плат було упаковано по коробочках і розвезено по магазинах - до відправлення на прилавки залишилося дочекатися лише відмашки Intel. За два дні до офіційного анонса остання перенесла вихід чіпсета через виявленої помилки в дизайні - проблеми з третім слотом RIMM викликали збої в роботі системи навіть в тому випадку, коли він залишався порожнім (memory bit error). Сказати, що виробники материнських плат були шоковані, значить не сказати нічого. За деякими оцінками, помилка Intel коштувала більше $ 100 млн.
Як працює оперативна пам'ять?
Сучасні процесори оснащуються надзвичайно високошвидкісної кеш-пам'яттю першого рівня (L1), яка з мінімальними затримками працює на повній частоті процесора і постійно навантажує його даними. Кеш-пам'ять другого рівня (L2) має великий обсяг і забезпечує швидку доставку даних, якщо стався промах в L1.
В ході роботи процесор запрошувати команди або дані з певної області ОЗУ, а оперативка передає інформацію через кеш-пам'ять. В звільнилися адресні осередки поміщається інша інформація (наприклад, результат обробки попередньої команди). Все просто.
Словник термінів
- Оперативна пам'ять (ОЗУ) - пам'ять, призначена для тимчасового зберігання даних і команд, необхідних процесору для виконання операцій.
- DRAM (Dynamic Random Access Memory) - пам'ять, в якій кожна клітинка є конденсатором на основі переходу CMOS-транзистора. Переваги - низька вартість, великий обсяг. Недоліки - велике енергоспоживання і знижений швидкодію.
- CMOS (КМОП, комплементарная логіка на транзисторах метал-оксид-напівпровідник) - технологія побудови логічних електронних схем.
кінець епохи
Наступні два роки Rambus і Intel намагалися пробити RDRAM шлях на ринок, стимулюючи виробників пам'яті фінансово. Але марно, поїзд пішов. Майже всі гравці ринку пам'яті віддали перевагу PC100 / PC133 SDRAM, а потім спокійнісінько перейшли на DDR SDRAM. До кінця 2002 року Intel не витримала і остаточно відмовилася від підтримки RDRAM в своїх продуктах. Втративши основних джерел доходу, Rambus початку промишляти самим натуральним патентним шахрайством і вимаганням - на цілком законних підставах компанія отримувала значний відсоток від вартості кожного проданого модуля пам'яті (SDRAM і DDR SDRAM базувалися на патентах Rambus).
Після десятка виграних Rambus судових справ суддя Роберт Пейн припинив свавілля, вирішивши, що компанія не має більше права пред'являти претензії до виробників SDRAM-пам'яті.
З економічної точки зору епопея з RDRAM для засновників компанії виявилася більш ніж вдалою - однієї Intel за можливість «розлучитися» з Rambus довелося протягом п'яти років щоквартально виплачувати колишньому союзнику $ 5-8 млн. Якщо приплюсувати сюди ліцензійні відрахування десятка виробників пам'яті, вийде пристойна сума .
* * *
Така ось історія. Випусти Intel вчасно злощасний Intel 820, і ми, можливо, ніколи не побачили б планки пам'яті типу DDR2. Але історія не терпить умовного способу. Процесорний гігант давно забув про RDRAM і зараз успішно використовує DDR2, а Rambus займається просуванням нової архітектури - XDR (Yellowstone). XDR базується на звичайному ядрі пам'яті CMOS DRAM і дозволяє досягти рекордних швидкостей обміну даними між чіпами пам'яті та контролером. XDR дозволяє досягати ефективної частоти передачі даних в 3,2 ГГц при реальній швидкості всього 400 МГц. У числі інших достоїнств XDR - низькі затримки і енергоспоживання, простота у виробництві і відносна дешевизна самих модулів.
Незважаючи на погану репутацію Rambus, нова пам'ять зацікавила багатьох: через деякий час після публікації характеристик і особливостей XDR компанія уклала партнерські угоди з Toshiba, Elpida і Sony. Співпраця досі приносить плоди. Так, наприклад, ігрова консоль PlayStation 3 оснащена 256 Мб пам'яті Rambus XDR з частотою 3,2 ГГц і пропускною спроможністю 25,6 Гб / с ...
Що робити?Що далі?
Як працює оперативна пам'ять?