Prosessoreiden markkinatilanne

Tutkimusyhtiö IDC:n julkaisemien tietojen mukaan x86-prosessoreiden toimitusmäärä nousi kuluvan vuoden ensimmäisellä neljänneksellä peräti 39 prosentilla ja liikevaihto 40,4 prosentilla vuotta aiempaan nähden. Intel hallitsee aiempien vuosien tavoin prosessorimarkkinoita hyvin selvällä erolla ja työpöytäprosessoreiden osalta Intelin osuus markkinoista on 71,1 prosenttia ja AMD:n 28,0 prosenttia. Mobiilipuolella ero on vieläkin isompi Intelin osuuden ollessa 87,8 ja AMD:n 12,1 prosenttia, ja työasema- ja palvelinprosessoreissa ero kasvaa entuudestaan ja Intelin osuus on peräti 90,2 prosenttia ja AMD:n ainoastaan 9,8 prosenttia.

Edeltäviä lukuja laskiessa yhteen ei käy epäselväksi, mitkä kaksi valmistajaa ovat vallitsevia toimijoita prosessorimarkkinoilla. Markkinoilta löytyy myös muutamia muita pienempiä prosessorivalmistajia kuten VIA Technologies, jotka kamppailevat markkinoiden marginaaliosuuksista. Suuri osa valmistajista on kuitenkin ostettu pois markkinoilta tai ne ovat lopettaneet x86-prosessoreiden valmistuksen.

AMD

GlobalFoundriesin Fab 1 -tuotantolaitos Dresdenissä, Saksassa

AMD tilanne oli pitkään heikko ja se takoi vuosineljännes toisensa perään tappiollisia tuloksia, kunnes yritysrakenteeseen tehtiin rankkoja muutoksia. Jo vuoden 2008 syksyllä yrityksen toimitusjohtaja Dirk Meyer kommentoi AMD:n pyrkivän myymään tuotantolaitoksensa ja valmistuttamaan piirinsä jatkossa muilla valmistajilla. Tarkempaa tietoa asiasta saatiin hieman myöhemmin, kun AMD ja Abu Dhabin sijoitusyritys Advanced Technology Investment Company (ATIC) ilmoittivat perustavansa puolijohteisiin keskittyvän yrityksen. Yhteisyrityksen alkuperäinen nimi oli The Foundry Company, mutta muuttui myöhemmin GlobalFoundriesiksi. Yritysjärjestelyn seurauksena AMD lahjoitti kaksi Dresdenissä Saksassa sijaitsevaa piikiekkoja valmistavaa tehdasta GlobalFoundriesille sekä kaikki niihin liittyvät varat ja immateriaalioikeudet. Lisäksi yritys on ilmoittanut rakentavansa uuden tehtaan New Yorkiin ja sen rakennustyöt on määrä alkaa heinäkuussa ja tuotannon vuonna 2012.

Alun perin AMD omisti GlobalFoundriesista 44,4 prosenttia ja ATIC 55,6 prosenttia, mutta tilanne on muuttunut myöhemmin. Tämän vuoden tammikuussa ATIC omisti yrityksestä jo 65,8 prosenttia ja samalla ATIC jätti hakemuksen, jolla se pyrki ostamaan itselleen AMD:n osuuden yrityksestä.

AMD:n kuluvan vuoden ensimmäisen neljänneksen liikevaihto oli 1,57 miljardia dollaria ja samalla se onnistui tekemään 257 miljoonaa dollaria voittoa. Vuosineljännestä aiemmin voittoa kertyi peräti 1,18 miljardia dollaria Intelin maksamien jättisuurien korvausten myötä. AMD:llä ja Intelillä on vuosikaudet ollut erimielisyyksiä, mutta viime vuoden marraskuussa yritykset sopivat erimielisyydet ja Intel maksoi AMD:lle korvauksia 1,25 miljardia dollaria. Sopimuksen mukaan AMD ja Intel saavat patenttioikeudet uudesta seuraavat viisi vuotta kestävästä ristiinlisensointisopimuksesta ja molemmat luopuvat kaikista syytteistä.

AMD:n kuusiytiminen Phenom II X6 1090T Black Edition

AMD on viime vuosina kohdistanut strategiansa suorituskyky-hinta-suhteeseen ja Intelistä poiketen siltä ei löydy valikoimista tuhannen euron prosessoreita. Tätä artikkelia kirjoittaessa AMD:n suorituskykyisin ja samalla hintavin työpöytäkäyttöön suunnattu prosessori on kuusiytiminen Phenom II X6 1090T, jonka hinta 1000 kappaleen erissä on 295 dollaria. Phenom II -prosessoreista halvinta päätä edustavat kaksiytimiset mallit, joiden hinnat vaihtelevat 93-105 dollarissa ja saatavilla on kolmea eri mallia. Neliytimisiä malleja on saatavilla neljä kappaletta ja niiden hinnat ovat asettuneet 145-185 dollariin, kun taas neliytimisten Energy Efficient- eli erityisen vähän tehoa kuluttavien neliytimisten prosessoreiden hinnat ovat 165-175 dollaria. Kuusiytimisiä malleja on kaksi kappaletta ja niiden hinta on 199-295 dollaria.

Phenom II -prosessoreiden ohella AMD tarjoaa työpöydälle myös 20 erilaista kaksi-, kolmi- ja neliytimistä Athlon II -tuoteperheen prosessoria, joiden hinnat vaihtelevat 66-143 dollarissa, sekä yhtä 36 dollarin hintaista Sempron-prosessoria.

AMD:n prosessorit perustuvat K10-arkkitehtuuriin, joka julkaistiin syksyllä 2007 ja starttasi käyntiin 65 nanometrin prosessilla valmistettavilla prosessoreilla. Arkkitehtuuri päivittyi viime vuoden alussa nykyiseen 45 nanometriin ja myöhemmin tänä vuonna sen on tarkoitus hypätä 32 nanometriin. Prosessoreissa kullakin ytimellä on oma 64 kilotavun L1-välimuisti käskyille ja datalle sekä 512 kilotavua L2-välimuistia. Thuban-koodinimellisissä kuusiytimissä prosessoreissa, kuten myös monissa muissa AMD:n prosessoreissa, on lisäksi käytössä kuusi megatavua ytimien kesken jaettua L3-välimuistia. AMD siirtyi käyttämään ennen Inteliä prosessoriin integroitua muistiohjainta, mutta muistiteknologioiden suhteen se on ottanut käyttöön hitaammin uudemmat teknologiat. AMD:n prosessorit tukevat kaksikanavaisen muistiohjaimen turvin DDR3-muisteja ja kellotaajuuden osalta virallinen tuki yltää 667 MHz:iin (1333 MHz DDR).

Thuban-prosessoreissa AMD otti käyttöön myös uuden teknologian, joka on ristitty Turbo COREksi. Se on hyvin pitkälle vastaavanlainen prosessoria automaattisesti ylikellottava teknologia, joka on nähty Intelin toimesta Turbo Boost -nimellä. AMD:n teknologia toimii automaattisesti hoitaen kaiken monitoroinnin, kellotaajuuksien ja käyttöjännitteen kontrolloinnin itsenäisesti ilman erillistä ohjelmistoa tai ajureita ja se kytkeytyy päälle, kun kolme tai useampi ydin ovat lepotilassa. Turbo CORE toimii kaikilla AM3-kantaisilla emolevyillä ja ominaisuus pysyy prosessorille määritetyn TDP:n ja elektronisten arvojen rajoissa.

AMD Fusion yhdistää prosessorin ja grafiikkaohjaimen samaan piiriin

AMD on kehittänyt pitkään ja hartaasti Llano- ja Ontario-koodinimellisiä prosessoreita, jotka ovat osa Fusion-tuoteperhettä. Kyseessä ovat työpöytä- ja mobiilipuolen prosessorit, joissa on varsinaisen prosessorin ohella myös integroitu grafiikkaohjain. Llanossa on prosessoriytimiä neljä kappaletta, kun taas Ontariossa niitä on ainoastaan kaksi. Molempien prosessoreiden virallista julkaisua voidaan odottaa ensi vuoden puolella. AMD:n toimitusjohtaja Dirk Meyer ilmoitti keväällä, että yrityksen testilaboratorioissa on valmistettu ensimmäiset onnistuneet testikappaleet sekä Llanosta että Ontariosta ja että näyte-erien toimitukset ovat alkaneet tarkoin valituille yhteistyökumppaneille.

Llanon prosessoriytimen kooksi ilman L2-välimuistia on ilmoitettu 9,69 neliömillimetriä, transistorimääräksi 35 miljoonaa ja kellotaajuuden on tarkoitus yltää yli kolmen gigahertsin. Neljällä Phenom II -ytimellä ja DirectX 11 -rajapintaa tukevalla grafiikkaohjaimella, jossa on kuusi SIMD-moottoria eli yhteensä 480 Stream-ydintä, Llanon kokonaistransistorimäärä tulee nousemaan noin miljardiin. Jokaisella prosessoriytimellä on käytössään 512 kilotavun L2-välimuisti, mutta jaettu L3-välimuisti on jätetty kokonaan pois. TDP-arvo tulee huhujen mukaan mallista riippuen asettumaan 20-59 wattiin. Ontario on suunnattu erittäin vähän tehoa kuluttaviin laitteisiin, kuten netbookkeihin ja tabletteihin, mutta valitettavasti siitä on toistaiseksi saatavilla niukasti informaatiota. Molemmat prosessorit valmistetaan GlobalFoundriesin 32 nanometrin SOI-prosessilla. Myöhemmin vuonna 2011 AMD:lta on luvassa Bulldozer- ja Bobcat-ytimiin perustuvat suorituskykyisemmät työpöytä- ja mobiiliprosessorit, jotka tunnetaan koodinimillä Zambezi ja Brazos.

Intel

Inteliä on luotsannut toimitusjohtajana vuodesta 2005 lähtien Paul Otellini ja yritys on pitänyt jo vuodesta 1992 lähtien titteliä markkinoiden suurimpana puolijohdevalmistajana. Intel valmistaa kaikki omat piirinsä ja niistä ovat vastuussa Argentiinassa, Costa Ricassa, Filippiineillä, Intiassa, Irlannissa, Israelissa, Kiinassa, Malesiassa, Meksikossa, Puolassa, Venäjällä, Vietnamissa ja Yhdysvalloissa sijaitsevat tuotanto-, kasaus- ja testauslaitokset.

Viimeisimpien vuosien aikana Inteliä ovat ravisuttaneet eniten oikeusjutut, joiden myötä yritys on joutunut maksamaan valtavia korvausmaksuja. Toukokuussa 2009 Euroopan unioni määräsi Intelille useamman vuoden kestäneen oikeusjupakan päätteeksi 1,44 miljardin dollarin sakon, koska se oli vuosien ajan maksanut muun muassa Acerille, Dellille, Hewlett-Packardille, Lenovolle ja NECille, jotta nämä olisivat suosineet Intelin komponenttien käyttämistä laitteissaan. Seuraava jättimaksu lankesi Intelin osalle myöhemmin samana vuonna, kun Intel sopi riitansa AMD:n kanssa 1,25 miljardilla dollarilla, kuten jo aiemmin mainitsimme. Intelin kierre ei kuitenkaan päättynyt vielä tähän, sillä joulukuussa Yhdysvaltain kauppakomissio FTC haastoi Intelin oikeuteen ja perusti väitteen sillä, että Intel on käyttänyt väärin dominoivaa markkina-asemaansa vuosikymmenen ajan tukahduttaakseen kilpailua ja vahvistaakseen monopoliaan. Oikeusjutun käsittely jatkuu kuluvan vuoden syyskuussa.

Intelin kuusiytiminen Core i7-980X Extreme Edition maksaa 999 dollaria

Intel on kokenut jonkin verran arvostelua vuosien varrella, koska se on uusinut prosessorikantojaan AMD:tä kiivaammin ja samalla ne eivät ole olleet yhteensopivia taaksepäin. Tällä hetkellä Intel julkaisee prosessoreita LGA-1366- ja LGA-1156-kannoille, joista ensimmäisenä mainittu astui parrasvaloihin marraskuussa 2008. Se on suunnattu työpöytäpuolella kolmikanavaisella muistiohjaimella varustetuille Core i7-900 -tuoteperheen prosessoreille ja Intel X58 -piirisarjalliselle emolevylle. LGA-1156 suunniteltiin korvaamaan LGA-775 ja sen parina voi toimia työpöytäpuolelta P55-, H55-, H57- tai Q57-piirisarja. LGA-1156-kannallisia prosessoreita löytyy Core i7-, Core i5-, Core i3-, Xeon-, Pentium- ja Celeron-tuoteperheistä.

Intelin seuraava prosessorikanta tulee olemaan LGA-1155, joka ei ole yhteensopiva LGA-1156:n kanssa, jonka se tulee korvaamaan 6-sarjan piirisarjojen myötä. Edellä mainittuja 6-tuoteperheen piirisarjoihin perustuvia emolevyjä on jo esitelty esimerkiksi CeBIT-messuilla maaliskuussa, vaikka emolevyt on suunnattu Sandy Bridge -koodinimellisten prosessoreiden pariksi, jotka on suunniteltu julkaistavaksi tämän vuoden viimeisellä neljänneksellä.

Intelin prosessorivalikoima käsittää reilun joukon prosessoreita, joista lähemmäs 40 kappaletta on kohdistettu työpöytäkäyttöön. Intelillä on tarjolla ainoastaan yksi kuusiytiminen prosessori, joka on 32 nanometrin prosessilla valmistettava 999 dollarin ökyhintainen Core i7-980X Extreme Edition. Prosessorijätti tarjoaa myös reilusti neliytimisiä Core i7 -prosessoreita, jotka kykenevät Hyper-Threading-teknologian myötä käsittelemään yhtä aikaa kahdeksaa säiettä ja jotka valmistetaan 45 nanometrin prosessilla. Samaisella prosessilla valmistetaan myös neliytimiset Core i5-750 ja Core 2 Quadit sekä kaksiytimiset Core 2 Duot, Pentiumit ja Celeronit, jotka eivät tue Hyper-Threadingia. 32 nanometrin prosessilla Intel valmistaa Hyper-Threading-tuelliset kaksiytimiset Core i3:t ja Core i5:t, joista jälkimmäisissä on myös integroitu grafiikkaohjain.

Core i7-980X Extreme Edition perustuu Gulftown-koodinimelliseen ytimeen ja toimii 3,33 GHz:n kellotaajuudella ja Turbo Boost -teknologialla kellotaajuus nousee rasitettavien ytimien lukumäärän perusteella joko 3,46 tai 3,6 GHz:iin. Jokaisella ytimellä on käytössään oma 256 kilotavun L2-välimuisti ja yhteensä 12 megatavun L3-välimuisti on jaettu kaikkien ytimien kesken. Prosessoriin integroitu kolmikanavainen DDR3-muistiohjain tukee 533 MHz:n (1066 MHz DDR) kellotaajuutta. 32 nanometrin Westmere-prosessoreissa käskykantaa on laajennettu kuudella uudella SSE-käskyllä, jotka on kehitetty AES-algoritmin (Advanced Encryption Standard) pakkaus- ja purkuoperaatioiden nopeuttamiseen. Seitsemäs uusi PCLMULDQ-käsky on kohdistettu muun muassa kryptografiaoperaatioiden kiihdyttämiseen.

Intelin integroidulla grafiikkaohjaimella varustettu Core i5-661

Teknologiamielessä Intelin mielenkiintoisempaa antia edustavat Core i5 -tuoteperheen prosessorit, joissa on integroitu grafiikkaohjain. Itse asiassa prosessoreissa on kaksi erillistä piiriä, joista 45 nanometrin prosessilla valmistettava piiri sisältää muisti-, PCI Express- ja grafiikkaohjaimen toiminnot ja 32 nanometrin piiri edustaa varsinaista prosessoripiiriä. Kyseiset Clarkdale-koodinimelliset prosessorit ovat kaksiytimisiä ja molemmilla ytimillä on oma 256 kilotavun L2-välimuisti sekä lisäksi käytössä on ytimien kesken jaettu neljän megatavun L3-välimuisti. Prosessoreiden kaksikanavainen muistiohjain tukee DDR3-1333-muisteja.

Clarkdalen grafiikkaohjain tukee Blu-ray-medioiden toistoa, 24 hertsin virkistystaajuutta sekä rautakiihdytystä muun muassa AVC:lle/H.264:lle, VC1:lle ja MPEG-2:lle. HDMI:n osalta tuettuna on 1.3a-standardi ja DisplayPortin osalta 1.1-standardi. Lähinnä Blu-ray-toistoa varten tuettuna on lisäksi Dolby TrueHD- ja DTS HD Master Audio -ääniformaatit, ja ääniohjain kykenee toistamaan maksimissaan kahdeksaa LPCM-äänikanavaa 24-bittisenä 96 kHz:n näytteenottotaajuudella. 12 Shader-prosessorilla varustettu Clarkdalen grafiikkaohjaimen grafiikkaominaisuudet käsittävät tuen DirectX 10- ja OpenGL 2.1 -rajapinnoille sekä muun muassa hierarkkisen Z-puskurin ja Z-puskurin nopean tyhjennyksen.

Intelin prosessorikehitys kulkee Tic-Toc-tahdissa

Intel on jo pidemmän aikaa käyttänyt niin kutsuttua Tick-Tock-mallia, jossa Tock kuvastaa siirtymistä uuteen arkkitehtuuriin ja Tick uuteen valmistusprosessiin. 32 nanometrin osalta ollaan siis menossa Tick-vaihetta ja arkkitehtuurin puolesta prosessorit perustuvat Nehalemiin, joka julkaistiin vuoden 2008 marraskuussa 45 nanometrin Core i7 -prosessoreiden merkeissä. 32 nanometrin valmistusprosessi kulkee nimellä Westmere ja seuraava Tock-vaihe tulee päivittämään prosessorit Sandy Bridge -arkkitehtuuriin.

Ensimmäiset Sandy Bridge -prosessorit julkaistaan näillä näkymin tämän vuoden lopulla, mutta jo nyt Aasiasta on kantautunut useita kuvia ja suorituskykymittauksia vuotaneilla Engineering Sample -prosessoreilla. Ensimmäiset Sandy Bridge -prosessorit ovat Intelin nykyisten Clarkdale-koodinimellisten kaksiytimisten Core i5- ja i3-prosessoreiden seuraajia, joissa grafiikkaohjain on integroitu prosessoriytimien kanssa samalle piisirulle kahden erillisen piisirun sijaan. 32 nanometrin prosessilla valmistettavat prosessorit vaativat LGA-1155-kantaisen emolevyn ja niissä on kaksikanavainen DDR3-1333-muistiohjain ja sen kokonaiskellotaajuus muodostetaan 100 MHz:n Base Clock -taajuudesta. Markkinoille saapuu alussa kaksi- ja neliytimisiä prosessoreita, jotka tukevat Hyper-Threading-teknologiaa ja joiden ytimet on varustettu 256 kilotavun suuruisilla L2-välimuisteilla ja kaikkien ytimien kesken on jaettu kuuden megatavun suuruinen L3-välimuisti.

Lisäksi Intelin on huhuttu julkaisevan vuoden 2011 lopulla LGA-2011-kantaisia kuusi- ja kahdeksanytimisiä työpöytäprosessoreita, jotka tukisivat Hyper-Threading-teknologiaa ja joissa olisi integroitu nelikanavainen DDR3-1600-muistiohjain. Kyseisissä malleissa ei olisi integroitua grafiikkaohjainta, mutta jaettua L3-välimuistia olisi sen sijaan 15-20 megatavua.